JP5720429B2 - Radiation imaging equipment - Google Patents
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Description
本発明は、放射線画像撮影装置に係り、特に、放射線画像撮影装置が自ら放射線の照射を検出して放射線画像撮影を行う放射線画像撮影装置に関する。 The present invention relates to a radiographic image capturing apparatus, and more particularly, to a radiographic image capturing apparatus in which a radiographic image capturing apparatus detects radiation irradiation by itself and performs radiographic image capturing.
照射されたX線等の放射線の線量に応じて検出素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる直接型の放射線画像撮影装置や、照射された放射線をシンチレーター等で可視光等の他の波長の電磁波に変換した後、変換され照射された電磁波のエネルギーに応じてフォトダイオード等の光電変換素子で電荷を発生させて電気信号(すなわち画像データ)に変換するいわゆる間接型の放射線画像撮影装置が種々開発されている。なお、本発明では、直接型の放射線画像撮影装置における検出素子や、間接型の放射線画像撮影装置における光電変換素子を、あわせて放射線検出素子という。 A so-called direct-type radiographic imaging device that generates electric charges by a detection element in accordance with the dose of irradiated radiation such as X-rays and converts it into an electrical signal, or other radiation such as visible light with a scintillator A so-called indirect radiographic imaging device that converts an electromagnetic wave having a wavelength and then generates a charge in a photoelectric conversion element such as a photodiode according to the energy of the converted electromagnetic wave and converts it to an electrical signal (ie, image data). Have been developed. In the present invention, the detection element in the direct type radiographic imaging apparatus and the photoelectric conversion element in the indirect type radiographic imaging apparatus are collectively referred to as a radiation detection element.
このタイプの放射線画像撮影装置はFPD(Flat Panel Detector)として知られており、従来は支持台(或いはブッキー装置)と一体的に形成されていたが(例えば特許文献1参照)、近年、放射線検出素子等をハウジングに収納し、持ち運び可能とした可搬型の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている(例えば特許文献2、3参照)。
This type of radiographic imaging apparatus is known as an FPD (Flat Panel Detector), and conventionally formed integrally with a support base (or a bucky apparatus) (see, for example, Patent Document 1). A portable radiographic image capturing apparatus in which an element or the like is stored in a housing and made portable is developed and put into practical use (see, for example,
このような放射線画像撮影装置では、例えば後述する図6等に示すように、通常、複数の放射線検出素子7が、検出部P上に二次元状(マトリクス状)に配列され、各放射線検出素子7にそれぞれ薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor。以下、TFTという。)8で形成されたスイッチ手段が接続されて構成される。そして、走査駆動手段15のゲートドライバー15bから各走査線5にオン電圧やオフ電圧が印加され、各TFT8のオン/オフ動作が行われて、各放射線検出素子7内への電荷の蓄積や、各放射線検出素子7から各信号線6への電荷の放出等が行われる。
In such a radiographic imaging apparatus, for example, as shown in FIG. 6 and the like, which will be described later, normally, a plurality of
ところで、放射線画像は、放射線発生装置の放射線源から放射線画像撮影装置に対して被写体を介して放射線を照射することにより行われる。そして、例えば放射線画像撮影装置と放射線発生装置の製造元が同じであれば、放射線画像撮影装置と放射線発生装置との間で信号や情報等のやり取りを行いながら撮影を行うように構成することができる。 By the way, a radiographic image is performed by irradiating a radiation image capturing apparatus from a radiation source of a radiation generating apparatus through a subject. For example, if the manufacturer of the radiation image capturing apparatus and the radiation generating apparatus is the same, it can be configured to perform imaging while exchanging signals and information between the radiation image capturing apparatus and the radiation generating apparatus. .
しかし、放射線画像撮影装置と放射線発生装置の製造元が異なっているような場合には、上記のように両者の間で信号等のやり取りを的確に行うことができない場合がある。そして、そのような場合には、放射線画像撮影装置自体で放射線が照射されたことを検出することが必要となる。 However, when the manufacturers of the radiographic imaging apparatus and the radiation generation apparatus are different, it may not be possible to accurately exchange signals and the like as described above. In such a case, it is necessary to detect that the radiation image capturing apparatus itself has irradiated the radiation.
そこで、近年、このような放射線画像撮影装置と放射線発生装置との間のインターフェースによらずに、放射線が照射されたことを自ら検出するように構成された放射線画像撮影装置が種々開発されている。 Therefore, in recent years, various radiographic imaging apparatuses configured to detect themselves that radiation has been emitted have been developed without using such an interface between the radiographic imaging apparatus and the radiation generation apparatus. .
例えば、特許文献4や特許文献5では、放射線画像撮影装置に対する放射線の照射が開始されて各放射線検出素子7内に電荷が発生すると、各放射線検出素子7から、各放射線検出素子7に接続されているバイアス線9(後述する図6等参照)に電荷が流れ出してバイアス線9を流れる電流が増加することを利用して、バイアス線9に電流検出手段を設けてバイアス線9内を流れる電流の電流値を検出し、その電流値に基づいて放射線の照射の開始等を検出することが提案されている。
For example, in
しかし、本発明者らの研究で、上記の手法は、バイアス線9が各放射線検出素子7の電極に接続されているため、電流検出手段で発生したノイズがバイアス線9を介して各放射線検出素子7に伝わり、放射線検出素子7から読み出される画像データDにノイズとして重畳される場合があるなど、必ずしも解決が容易でない問題があることが分かってきた。
However, as a result of research conducted by the present inventors, the above-described method is based on the fact that the
そして、本発明者らは、放射線画像撮影装置自体で放射線が照射されたことを検出する別の手法について種々研究を重ねた結果、放射線画像撮影装置自体で放射線が照射されたことを的確に検出することが可能ないくつかの手法を見出すことができた。 And, as a result of various studies on different methods for detecting that the radiation imaging apparatus itself has irradiated the radiation, the present inventors have accurately detected that the radiation imaging apparatus itself has been irradiated. I was able to find some techniques that could be done.
ところで、後述するように、本発明者らが見出した新たな放射線の照射開始の検出方法では、放射線画像撮影前に、走査駆動手段15から各走査線5にオフ電圧を印加して各TFT8をオフ状態とした状態で読み出し回路17に読み出し動作を行わせ、TFT8を介して放射線検出素子7からリークした電荷q(後述する図10参照)をリークデータdleakに変換するリークデータdleakの読み出し処理を行うように構成される。
Incidentally, as will be described later, in the new radiation irradiation detection method found by the present inventors, an off voltage is applied to each
そして、放射線画像撮影装置に放射線が照射されると、読み出されるリークデータdleakの値が上昇する。そのため、それを利用して、読み出されたリークデータdleakの値に基づいて放射線画像撮影装置に対する放射線の照射が開始されたことを検出するように構成される。なお、この場合、各TFT8をオフ状態にしたままであると各放射線検出素子7内に暗電荷が蓄積されてしまうため、後述するように、リークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理とが交互に行われるように構成される。
When the radiation image capturing apparatus is irradiated with radiation, the value of the leak data dleak to be read increases. Therefore, using this, it is configured to detect the start of radiation irradiation on the radiation image capturing apparatus based on the value of the read leak data dleak. In this case, dark charges are accumulated in each
また、本発明者らが見出した別の新たな放射線の照射開始の検出方法では、放射線画像撮影前に、走査駆動手段15から走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して画像データdの読み出し処理を行う。なお、以下では、撮影直後に行われる本画像としての画像データDと区別して、この放射線画像撮影前に放射線の照射開始の検出用に読み出される照射開始検出用の画像データを、画像データdという。
Further, in another new radiation irradiation detection method found by the present inventors, an on-voltage is sequentially applied from the
そして、この場合も、放射線画像撮影装置に放射線が照射されると、読み出される画像データdの値が上昇することを利用して、読み出された画像データdの値に基づいて放射線画像撮影装置に対する放射線の照射が開始されたことを検出するように構成される。 Also in this case, the radiation image capturing device is used based on the value of the read image data d by using the increase in the value of the read image data d when the radiation image capturing device is irradiated with radiation. It is configured to detect that irradiation of radiation has started.
そして、上記のように構成すれば、放射線画像撮影装置と放射線発生装置との間でインターフェースが構築できないような場合でも、読み出されたリークデータdleakや画像データdの値に基づいて、放射線画像撮影装置自体で放射線が照射されたことを的確に検出することが可能となることが分かっている。 And if comprised as mentioned above, even when an interface cannot be constructed | assembled between a radiographic imaging apparatus and a radiation generator, based on the value of the read leak data dleak or image data d, a radiographic image It has been found that it is possible to accurately detect that radiation has been emitted by the imaging apparatus itself.
放射線画像撮影装置では、上記のようにして放射線画像撮影装置に対する放射線の照射が開始されたことを検出すると、走査駆動手段15から各走査線5にオフ電圧が印加されて各TFT8がオフ状態とされ、放射線の照射により発生した電荷を各放射線検出素子7内に蓄積させる電荷蓄積状態に移行する。そして、その後、走査駆動手段15から各走査線5にオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7からの本画像としての画像データDの読み出し処理が行われる。
In the radiographic image capturing apparatus, when it is detected that radiation irradiation to the radiographic image capturing apparatus is started as described above, an off voltage is applied from the
その際、各TFT8がオフ状態とされる電荷蓄積状態では、放射線検出素子7自体の熱(温度)による熱励起等により常時発生している、いわゆる暗電荷が各放射線検出素子7内に蓄積される状態になる。そして、この暗電荷によるオフセット分が、読み出される画像データDに重畳される。
At that time, in the charge accumulation state in which each
そこで、この暗電荷によるオフセット分をオフセットデータOとして読み出すオフセットデータOの読み出し処理を、本画像としての画像データDの読み出し処理後に行うように構成される場合が多い。後の画像処理で、読み出されたオフセットデータOを読み出された画像データDから減算して真の画像データD*を算出することにより、真の画像データD*を、暗電荷によるオフセット分を含まず、放射線の照射により発生した電荷にのみ起因するデータとすることが可能となる。 Therefore, in many cases, the reading process of the offset data O that reads the offset due to the dark charge as the offset data O is performed after the reading process of the image data D as the main image. In the image processing after by calculating the true image data D * subtracted from the image data D read out offset data O read, offset by the true image data D *, dark charge It is possible to obtain data that is derived only from charges generated by radiation irradiation.
ところで、上記のオフセットデータOの読み出し処理を行うように構成する際、上記の減算処理で、オフセットデータOが、本画像としての画像データDに重畳されている暗電荷等によるオフセット分と的確に相殺される値になるように、種々の条件が設定される。 By the way, when the offset data O is read out, the offset data O is appropriately subtracted from the offset due to dark charges or the like superimposed on the image data D as the main image in the subtraction process. Various conditions are set so that the values are canceled out.
すなわち、例えば、本画像としての画像データDを読み出した後、各放射線検出素子7内には画像データDの読み残し分が残存する状態になる。そこで、例えば、画像データDの読み出し処理後、読み残し分を除去するために各放射線検出素子7のリセット処理を繰り返し行った後で、オフセットデータOの読み出し処理を行うように構成される。
That is, for example, after the image data D as the main image is read, the unread portion of the image data D remains in each
しかしながら、前述した本発明者らが見出した新たな放射線の照射開始の検出方法を採用した場合、上記のように、従来、当然のごとく行っていたオフセットデータOの読み出し処理の仕方では、本画像としての画像データDに重畳されている暗電荷等によるオフセット分とオフセットデータOとが適切に相殺されなくなる場合があることが分かってきた。 However, when the above-described detection method of the start of radiation irradiation found by the present inventors is adopted, as described above, in the method of reading the offset data O, which has been conventionally performed, the main image is used. It has been found that the offset due to dark charges or the like superimposed on the image data D and the offset data O may not be offset appropriately.
以下、具体的に説明する。なお、本来、放射線源と放射線画像撮影装置との間に被写体が介在する状態で放射線画像撮影装置に放射線が照射して撮影が行われるが、ここでは上記の現象を分かり易く説明するために、被写体が介在しない状態で放射線画像撮影装置の各放射線検出素子7に一様に放射線を照射する状態を考える。
This will be specifically described below. Note that, originally, radiography is performed by irradiating the radiographic imaging apparatus with a subject interposed between the radiation source and the radiographic imaging apparatus, but here, in order to explain the above phenomenon in an easy-to-understand manner, Let us consider a state in which radiation is uniformly applied to each
すなわち、放射線画像撮影装置に放射線を照射しない状態で、例えば図27に示すように走査駆動手段15のゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7から照射開始検出用の画像データdを読み出す。そして、放射線画像撮影装置に一様に放射線を照射し、走査線5のラインLnにオン電圧を印加した際に読み出された画像データdに基づいて放射線の照射開始が検出されたものとする。
That is, in a state in which no radiation is applied to the radiation image capturing apparatus, for example, as shown in FIG. 27, an on-voltage is sequentially applied to each line L1 to Lx of the
この場合、その時点で、ゲートドライバー15bから各走査線5へのオン電圧の印加が停止され、各走査線5にオフ電圧が印加されて電荷蓄積状態に移行する。そして、この電荷蓄積状態において、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷が各放射線検出素子7内に蓄積される。
In this case, at that time, the application of the on voltage from the
そして、この電荷蓄積状態を所定時間維持した後、例えば走査線5のラインLn+1からオン電圧の印加を再開し、走査線5のラインLn+1〜Lx、L1〜Lnにオン電圧を順次印加して、各走査線5に接続されている各放射線検出素子7から本画像としての画像データDをそれぞれ読み出す。
Then, after this charge accumulation state is maintained for a predetermined time, for example, the application of the on-voltage is resumed from the line Ln + 1 of the
続いて、各放射線検出素子7内に残存する読み残し分を除去するために、走査線5のラインLn+1〜Lx、L1〜Lnにオン電圧を順次印加して行う各放射線検出素子7のリセット処理を繰り返し行った後、走査線5のラインLn+1〜Lx、L1〜Lnにオン電圧を順次印加して上記の照射開始検出用の画像データdの読み出し処理を行う。なお、照射開始検出用の画像データdの読み出し処理の代わりに、それに相当する各放射線検出素子7のリセット処理を行ってもよい。
Subsequently, in order to remove the unread portion remaining in each
その後、上記の電荷蓄積状態と同じ時間だけ走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加した状態で放射線画像撮影装置を放置し(ただしこの場合には放射線は照射されない。)、走査線5のラインLn+1からオン電圧の印加を再開し、走査線5のラインLn+1〜Lx、L1〜Lnにオン電圧を順次印加して、各走査線5に接続されている各放射線検出素子7からオフセットデータOをそれぞれ読み出す。
Thereafter, the radiation imaging apparatus is left with the off voltage applied to each of the lines L1 to Lx of the
上記のような実験を行えば、本画像として読み出された画像データDに重畳されている暗電荷等によるオフセット分と、その後で読み出されたオフセットデータOとが、各放射線検出素子7ごとに同じ値になるはずである。そのため、画像データDからオフセットデータOを減算して真の画像データD*を算出することで、画像データDに重畳されているオフセット分とオフセットデータOとが相殺されるはずである。そのため、真の画像データD*は、各放射線検出素子7で同じ値になるはずである。
If the experiment as described above is performed, the offset due to the dark charge or the like superimposed on the image data D read out as the main image and the offset data O read out after that are obtained for each
しかし、実際には、図28に示すように、放射線の照射開始を検出した走査線5のラインLnと、画像データD等の読み出しを開始した走査線5のラインLn+1との間で、真の画像データD*にいわゆる段差が生じる場合があることが分かってきた。なお、図28では、真の画像データD*の大小を明暗で表現しており、図を見易くするために、その大小(明暗)の差が実際よりも大きく強調されて表現されている。
However, actually, as shown in FIG. 28, between the line Ln of the
この真の画像データD*における段差は、被写体を介して撮影を行った場合にも現れる。そして、上記のように真の画像データD*に段差が生じると、例えば、放射線画像撮影装置で撮影した放射線画像を医療における診断用等に用いる場合、真の画像データD*に段差に対応する画像部分にスジが現れた状態になり、放射線画像が見づらくなる。また、このスジ状の画像部分と患者の病変部とが放射線画像上で重なると、病変部が見づらくなり、病変部が見落とされてしまう等の虞れがある。 The step in the true image data D * also appears when shooting is performed through the subject. When a step is generated in the true image data D * as described above, for example, when a radiographic image captured by a radiographic image capturing apparatus is used for medical diagnosis, the true image data D * corresponds to the step. A streak appears in the image portion, making it difficult to see the radiation image. In addition, when the streak-shaped image portion and the lesioned part of the patient overlap on the radiographic image, the lesioned part may be difficult to see and the lesioned part may be overlooked.
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、放射線画像撮影装置自体で放射線が照射されたことを的確に検出することが可能であり、しかも、真の画像データD*に段差が生じることを的確に防止することが可能な放射線画像撮影装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and can accurately detect that radiation has been emitted by the radiographic imaging apparatus itself, and can further provide a step difference in true image data D * . An object of the present invention is to provide a radiographic image capturing apparatus capable of accurately preventing the occurrence of the above-described problem.
前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影装置は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、
前記各走査線にオン電圧またはオフ電圧を印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加して前記各スイッチ手段をオフ状態とした状態で前記各スイッチ手段を介して前記各放射線検出素子からリークした前記電荷をリークデータに変換するリークデータの読み出し処理と、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して行う前記各放射線検出素子のリセット処理とを交互に行わせ、
読み出した前記リークデータが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出すると、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加して放射線の照射により発生した電荷を前記各放射線検出素子内に蓄積させる電荷蓄積状態に移行した後、前記各放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせるとともに、
前記画像データの読み出し処理後、放射線の照射開始検出前に行わせた前記リークデータの読み出し処理および前記各放射線検出素子のリセット処理と同じ周期で前記リークデータの読み出し処理と前記各放射線検出素子のリセット処理とを交互に行わせ、前記電荷蓄積状態と同じ時間だけ前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加した後、前記画像データの読み出し処理と同じ周期で前記各放射線検出素子からのオフセットデータの読み出し処理を行わせることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the radiographic imaging device of the present invention includes:
A plurality of scanning lines and a plurality of signal lines arranged so as to intersect with each other, and a plurality of radiation detection elements arranged in a two-dimensional manner in each small region partitioned by the plurality of scanning lines and the plurality of signal lines A detection unit comprising:
Scan driving means for applying an on voltage or an off voltage to each of the scanning lines;
Switch means connected to each of the scanning lines and causing the signal lines to discharge charges accumulated in the radiation detection element when an on-voltage is applied;
A readout circuit that converts the electric charge emitted from the radiation detection element into image data and reads the image data;
Control means for controlling at least the scanning drive means and the readout circuit to perform readout processing of the image data from the radiation detection element;
With
The control means includes
The charge leaked from each radiation detection element via each switch means in a state where an off voltage is applied to each scan line from the scan driving means to turn off each switch means before radiographic image capturing. Alternately performing leak data read processing for converting the data into leak data and reset processing of the radiation detection elements performed by sequentially applying an ON voltage to the scan lines from the scan driving unit,
When it is detected that radiation irradiation has started when the read leak data exceeds a threshold value, an off voltage is applied to each scanning line from the scanning drive means to generate charges generated by radiation irradiation. After shifting to a charge accumulation state to be accumulated in the radiation detection element, the image data is read from each radiation detection element, and
After the image data read processing, the leak data read processing and the radiation detection element of each of the radiation detection elements are performed in the same cycle as the leak data read processing and the reset processing of each radiation detection element performed before the start of radiation irradiation detection. The reset process is alternately performed, and after applying an off voltage to the scan lines from the scan driving unit for the same time as the charge accumulation state, the radiation detection elements are applied at the same cycle as the image data read process. The offset data is read out.
また、本発明の放射線画像撮影装置は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、
前記各走査線にオン電圧またはオフ電圧を印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して照射開始検出用の前記画像データの読み出し処理を行わせ、
読み出した前記画像データが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出すると、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加して放射線の照射により発生した電荷を前記各放射線検出素子内に蓄積させる電荷蓄積状態に移行した後、前記各放射線検出素子からの本画像としての前記画像データの読み出し処理を行わせるとともに、
前記本画像としての画像データの読み出し処理後、放射線の照射開始検出前に行わせた前記照射開始検出用の画像データの読み出し処理と同じ周期で前記照射開始検出用の画像データの読み出し処理を行わせ、前記電荷蓄積状態と同じ時間だけ前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加した後、前記本画像としての画像データの読み出し処理と同じ周期で前記各放射線検出素子からのオフセットデータの読み出し処理を行わせることを特徴とする。
Moreover, the radiographic imaging device of the present invention is
A plurality of scanning lines and a plurality of signal lines arranged so as to intersect with each other, and a plurality of radiation detection elements arranged in a two-dimensional manner in each small region partitioned by the plurality of scanning lines and the plurality of signal lines A detection unit comprising:
Scan driving means for applying an on voltage or an off voltage to each of the scanning lines;
Switch means connected to each of the scanning lines and causing the signal lines to discharge charges accumulated in the radiation detection element when an on-voltage is applied;
A readout circuit that converts the electric charge emitted from the radiation detection element into image data and reads the image data;
Control means for controlling at least the scanning drive means and the readout circuit to perform readout processing of the image data from the radiation detection element;
With
The control means includes
Prior to radiographic image capturing, an on voltage is sequentially applied to each scanning line from the scanning driving means to perform a reading process of the image data for detection of irradiation start,
When it is detected that radiation irradiation has started when the read image data exceeds a threshold value, an off voltage is applied to each scanning line from the scanning drive means to generate charges generated by radiation irradiation. After shifting to a charge accumulation state to be accumulated in the radiation detection element, the image data as a main image from each radiation detection element is read out, and
After the reading process of the image data as the main image, the reading process of the image data for detecting the start of irradiation is performed at the same cycle as the reading process of the image data for detecting the start of irradiation performed before detecting the start of irradiation of radiation. In addition, after applying an off voltage to the scanning lines from the scanning driving means for the same time as the charge accumulation state, the offset data from the radiation detection elements is in the same cycle as the read processing of the image data as the main image. It is characterized in that the reading process is performed.
本発明のような方式の放射線画像撮影装置によれば、放射線画像撮影前に、リークデータdleakや照射開始検出用の画像データdを読み出し、それに基づいて放射線の照射が開始されたことを検出するため、放射線画像撮影装置1自体で放射線が照射されたことを的確に検出することが可能となる。
According to the radiographic imaging apparatus of the system of the present invention, before the radiographic imaging, the leak data dleak and the image data d for detecting the start of irradiation are read out, and based on this, the start of radiation irradiation is detected. Therefore, it is possible to accurately detect that the radiation
また、本画像としての画像データD中に含まれる暗電荷によるオフセット分や各放射線検出素子7からリークした電荷qの合計値によるオフセット分と、オフセットデータO中に含まれるそれらのオフセット分とを、各放射線検出素子7ごとに、それぞれ同じ値とすることが可能となる。
Further, the offset due to the dark charge included in the image data D as the main image, the offset due to the total value of the charge q leaked from each
そのため、本画像としての画像データDからオフセットデータOを減算することにより、暗電荷によるオフセット分同士やリークした電荷qの合計値によるオフセット分同士がそれぞれ的確に相殺されるようになり、本画像としての画像データDに重畳されているオフセット分とオフセットデータOとが的確に相殺される。 Therefore, by subtracting the offset data O from the image data D as the main image, the offset due to the dark charge and the offset due to the total value of the leaked charge q can be canceled out accurately, respectively. The offset amount superimposed on the image data D and the offset data O are accurately offset.
そのため、本画像データDからオフセットデータOを減算することにより各放射線検出素子7ごとに算出される真の画像データD*に段差(図28参照)が生じることを的確に防止することが可能となる。そして、放射線画像撮影装置1で撮影した放射線画像を医療における診断用等に用いるような場合に、放射線画像中にスジが現れたり、スジと患者の病変部とが放射線画像上で重なって病変部を見落とす等の問題が生じることを的確に防止することが可能となる。
Therefore, by subtracting the offset data O from the main image data D, it is possible to accurately prevent a step (see FIG. 28) from occurring in the true image data D * calculated for each
以下、本発明に係る放射線画像撮影装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of a radiographic image capturing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、以下では、放射線画像撮影装置として、シンチレーター等を備え、放射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像撮影装置について説明するが、本発明は、シンチレーター等を介さずに放射線を放射線検出素子で直接検出する、いわゆる直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することができる。 In the following description, a so-called indirect radiation image capturing apparatus that includes a scintillator or the like and converts an emitted radiation into an electromagnetic wave having another wavelength such as visible light to obtain an electrical signal will be described. The present invention can also be applied to a so-called direct type radiographic imaging apparatus that directly detects radiation with a radiation detection element without using a scintillator or the like.
また、本発明は、本実施形態で説明する、いわゆる可搬型の放射線画像撮影装置のみならず、例えば支持台等と一体的に形成された固定式(専用機型ともいう。)の放射線画像撮影装置に対しても適用することが可能である。 Further, the present invention is not limited to the so-called portable radiographic image capturing apparatus described in the present embodiment, but also, for example, a fixed (also referred to as a dedicated machine type) radiographic image that is formed integrally with a support stand or the like. The present invention can be applied to an apparatus.
図1は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図であり、図2は、図1のX−X線に沿う断面図である。本実施形態では、放射線画像撮影装置1は、図1や図2に示すように、筐体状のハウジング2内にシンチレーター3や基板4等で構成されるセンサーパネルSPが収納されている。
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of the radiographic image capturing apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the radiographic
本実施形態では、筐体2のうち、放射線入射面Rを有する中空の角筒状のハウジング本体部2Aは、放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されており、ハウジング本体部2Aの両側の開口部を蓋部材2B、2Cで閉塞することで筐体2が形成されている。
In the present embodiment, a hollow rectangular tube-shaped
また、筐体2の一方側の蓋部材2Bには、電源スイッチ37や切替スイッチ38、コネクター39、バッテリー状態や放射線画像撮影装置1の稼働状態等を表示するLED等で構成されたインジケーター40等が配置されている。
Further, the
図示を省略するが、本実施形態では、コネクター39には、ケーブルの先端に設けられたコネクターが接続できるようになっている。そして、ケーブルと接続されることにより、例えば図示しないコンソール等との間で信号等を送受信したり、コンソールに画像データD等を送信することができるようになっている。
Although not shown, in this embodiment, the
また、図示を省略するが、例えば筐体2の反対側の蓋部材2C等に、アンテナ装置41(後述する図6参照)が例えば蓋部材2Cに埋め込む等して設けられており、本実施形態では、このアンテナ装置41が、放射線画像撮影装置1とコンソール等との間で信号等の無線方式で送受信する場合の通信手段として機能するようになっている。
Although not shown, for example, the antenna device 41 (see FIG. 6 described later) is provided, for example, in the lid member 2C on the opposite side of the
図2に示すように、筐体2の内部には、基台31の上面側に図示しない鉛の薄板等を介して基板4が配置され、また、基台31の下面側には、電子部品32等が配設されたPCB基板33やバッテリー24等が取り付けられている。また、基板4やシンチレーター3の放射線入射面Rには、それらを保護するためのガラス基板34が配設されている。また、本実施形態では、基台31や基板4等と筐体2の側面との間に、それらがぶつかり合うことを防止するための緩衝材35が設けられている。
As shown in FIG. 2, a
シンチレーター3は、基板4の後述する検出部Pに対向する位置に設けられるようになっている。本実施形態では、シンチレーター3は、例えば、蛍光体を主成分とし、放射線の入射を受けると300〜800nmの波長の電磁波、すなわち可視光を中心とした電磁波に変換して出力するものが用いられる。
The
基板4は、本実施形態では、ガラス基板で構成されており、図3に示すように、基板4のシンチレーター3に対向する側の面4a上には、複数の走査線5と複数の信号線6とが互いに交差するように配設されている。基板4の面4a上の複数の走査線5と複数の信号線6により区画された各小領域rには、放射線検出素子7がそれぞれ設けられている。このように、走査線5と信号線6で区画された各小領域rに二次元状に配列された複数の放射線検出素子7が設けられた小領域r全体、すなわち図3に一点鎖線で示される領域が検出部Pとされている。
In the present embodiment, the
本実施形態では、放射線検出素子7としてフォトダイオードが用いられているが、この他にも例えばフォトトランジスター等を用いることも可能である。各放射線検出素子7は、図3の拡大図である図4に示すように、スイッチ手段であるTFT8のソース電極8sに接続されている。また、TFT8のドレイン電極8dは信号線6に接続されている。
In the present embodiment, a photodiode is used as the
放射線検出素子7は、放射線画像撮影装置1の筐体2の放射線入射面Rから放射線が入射し、シンチレーター3で放射線から変換された可視光等の電磁波が照射されると、その内部で電子正孔対を発生させる。放射線検出素子7は、このようにして、照射された放射線(本実施形態ではシンチレーター3で放射線から変換された電磁波)を電荷に変換するようになっている。
When the
そして、TFT8は、後述する走査駆動手段15から走査線5を介してゲート電極8gにオン電圧が印加されるとオン状態となり、ソース電極8sやドレイン電極8dを介して放射線検出素子7内に蓄積されている電荷を信号線6に放出させるようになっている。また、TFT8は、接続された走査線5を介してゲート電極8gにオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子7から信号線6への電荷の放出を停止して、放射線検出素子7内に電荷を蓄積させるようになっている。
The
本実施形態では、図4に示すように、それぞれ列状に配置された複数の放射線検出素子7に1本のバイアス線9が接続されており、図3に示すように、各バイアス線9はそれぞれ信号線6に平行に配設されている。また、各バイアス線9は、基板4の検出部Pの外側の位置で結線10に結束されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, one
本実施形態では、図3に示すように、各走査線5や各信号線6、バイアス線9の結線10は、それぞれ基板4の端縁部付近に設けられた入出力端子(パッドともいう。)11に接続されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, each
そして、各入出力端子11には、図5に示すように、後述する走査駆動手段15のゲートドライバー15bを構成するゲートIC15c等のチップがフィルム上に組み込まれたフレキシブル回路基板(Chip On Film等ともいう。)12が異方性導電接着フィルム(Anisotropic Conductive Film)や異方性導電ペースト(Anisotropic Conductive Paste)等の異方性導電性接着材料13を介して接続されている。
As shown in FIG. 5, each input /
フレキシブル回路基板12は、基板4の裏面4b側に引き回され、裏面4b側で前述したPCB基板33に接続されるようになっている。このようにして、放射線画像撮影装置1のセンサーパネルSPが形成されている。なお、図5では、電子部品32等の図示が省略されている。
The
ここで、放射線画像撮影装置1の回路構成について説明する。図6は本実施形態に係る放射線画像撮影装置1の等価回路を表すブロック図であり、図7は検出部Pを構成する1画素分についての等価回路を表すブロック図である。
Here, the circuit configuration of the radiation
前述したように、基板4の検出部Pの各放射線検出素子7は、その第2電極7bにそれぞれバイアス線9が接続されており、各バイアス線9は結線10に結束されてバイアス電源14に接続されている。バイアス電源14は、結線10および各バイアス線9を介して各放射線検出素子7の第2電極7bにそれぞれバイアス電圧を印加するようになっている。また、バイアス電源14は、後述する制御手段22に接続されており、制御手段22により、バイアス電源14から各放射線検出素子7に印加するバイアス電圧が制御されるようになっている。
As described above, each
図6や図7に示すように、本実施形態では、バイアス電源14からは、放射線検出素子7の第2電極7bにバイアス線9を介してバイアス電圧として放射線検出素子7の第1電極7a側にかかる電圧以下の電圧(すなわちいわゆる逆バイアス電圧)が印加されるようになっている。
As shown in FIGS. 6 and 7, in the present embodiment, the
走査駆動手段15は、配線15dを介してゲートドライバー15bにオン電圧とオフ電圧を供給する電源回路15aと、走査線5の各ラインL1〜Lxに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧の間で切り替えて各TFT8のオン状態とオフ状態とを切り替えるゲートドライバー15bとを備えている。
The scanning drive means 15 includes a
図6や図7に示すように、各信号線6は、読み出しIC16内に内蔵された各読み出し回路17にそれぞれ接続されている。読み出し回路17は、増幅回路18と相関二重サンプリング回路19等で構成されている。読み出しIC16内には、さらに、アナログマルチプレクサー21と、A/D変換器20とが設けられている。なお、図6や図7中では、相関二重サンプリング回路19はCDSと表記されている。また、図7中では、アナログマルチプレクサー21は省略されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, each
本実施形態では、増幅回路18は、オペアンプ18aと、オペアンプ18aにそれぞれ並列にコンデンサー18bおよび電荷リセット用スイッチ18cが接続され、オペアンプ18a等に電力を供給する電源供給部18dを備えたチャージアンプ回路で構成されている。増幅回路18のオペアンプ18aの入力側の反転入力端子には信号線6が接続されており、増幅回路18の入力側の非反転入力端子には基準電位V0が印加されるようになっている。なお、基準電位V0は適宜の値に設定され、本実施形態では、例えば0[V]が印加されるようになっている。
In the present embodiment, the
また、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cは、制御手段22に接続されており、制御手段22によりオン/オフが制御されるようになっている。また、オペアンプ18aと相関二重サンプリング回路19との間には、電荷リセット用スイッチ18cと連動して開閉するスイッチ18eが設けられており、スイッチ18eは、電荷リセット用スイッチ18cがオン/オフ動作と連動してオフ/オン動作するようになっている。
The charge reset
放射線画像撮影装置1で、各放射線検出素子7内に残存する電荷を除去するための各放射線検出素子7のリセット処理を行う際には、図8に示すように、電荷リセット用スイッチ18cがオン状態(およびスイッチ18eがオフ状態)とされた状態で、各TFT8がオン状態とされる。
When the
すると、各TFT8を介して各放射線検出素子7から電荷が信号線6に放出され、電荷が増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cを通過して、オペアンプ18aの出力端子側からオペアンプ18a内を通り、非反転入力端子から出てアースされたり、電源供給部18dに流れ出す。このようにして、各放射線検出素子7のリセット処理が行われるようになっている。
Then, electric charges are discharged from the
一方、各放射線検出素子7からの本画像としての画像データDの読み出し処理や、後述する照射開始検出用の画像データdの読み出し処理の際には、図9に示すように、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cがオフ状態(およびスイッチ18eがオン状態)とされた状態で、オン状態とされた各TFT8を介して各放射線検出素子7から電荷が信号線6に放出されると、電荷が増幅回路18のコンデンサー18bに蓄積される。
On the other hand, in the reading process of the image data D as the main image from each
増幅回路18では、コンデンサー18bに蓄積された電荷量に応じた電圧値がオペアンプ18aの出力側から出力されるようになっている。相関二重サンプリング回路(CDS)19は、各放射線検出素子7から電荷が流出する前に制御手段22からパルス信号Sp1(図9参照)が送信されると、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vinを保持する。
In the
そして、各放射線検出素子7から流出した電荷が増幅回路18のコンデンサー18bに蓄積された後、制御手段22からパルス信号Sp2が送信されると、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vfiを保持する。そして、電圧値の差分Vfi−Vinを算出し、算出した差分Vfi−Vinをアナログ値の画像データDとして下流側に出力する。
Then, after the electric charge flowing out from each
相関二重サンプリング回路19から出力された各放射線検出素子7の画像データDは、アナログマルチプレクサー21を介して順次A/D変換器20に送信され、A/D変換器20で順次デジタル値の画像データDに変換されて記憶手段23に出力されて順次保存されるようになっている。
The image data D of each
なお、1回の画像データDの読み出し処理が終了すると、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cがオン状態とされ(図9参照)、コンデンサー18bに蓄積された電荷が放電されて、上記と同様に、放電された電荷がオペアンプ18aの出力端子側からオペアンプ18a内を通り、非反転入力端子から出てアースされたり、電源供給部18dに流れ出す等して、増幅回路18がリセットされる。
When one reading process of the image data D is completed, the charge reset
制御手段22は、図示しないCPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターや、FPGA(Field Programmable Gate Array)等により構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。 The control means 22 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input / output interface, etc., not shown, connected to a bus, an FPGA (Field Programmable Gate Array), or the like. It is configured. It may be configured by a dedicated control circuit.
そして、制御手段22は、放射線画像撮影装置1の各部材の動作等を制御するようになっている。また、図6等に示すように、制御手段22には、SRAM(Static RAM)やSDRAM(Synchronous DRAM)等で構成される記憶手段23が接続されている。
And the control means 22 controls operation | movement etc. of each member of the
また、本実施形態では、制御手段22には、前述したアンテナ装置41が接続されており、さらに、検出部Pや走査駆動手段15、読み出し回路17、記憶手段23、バイアス電源14等の各部材に電力を供給するためのバッテリー24が接続されている。また、バッテリー24には、図示しない充電装置からバッテリー24に電力を供給してバッテリー24を充電する際に用いられる接続端子25が取り付けられている。
In the present embodiment, the
前述したように、制御手段22は、バイアス電源14を制御してバイアス電源14から各放射線検出素子7に印加するバイアス電圧を設定したり可変させたりするなど、放射線画像撮影装置1の各機能部の動作を制御するようになっている。
As described above, the
[放射線の照射開始の検出の構成について]
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1において本発明者らが見出した新たな放射線の照射開始の検出方法を実現するための検出処理の基本的な構成について説明する。
[Configuration for detection of radiation irradiation start]
Next, a basic configuration of detection processing for realizing the new radiation irradiation start detection method found by the present inventors in the
本実施形態では、放射線画像撮影装置1と図示しない放射線発生装置との間でインターフェースが構築されず、放射線画像撮影装置1自体で放射線が照射されたことを検出するように構成されている。以下、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1で行われる放射線の照射開始の検出の仕方について説明する。
In the present embodiment, an interface is not constructed between the radiographic
なお、本実施形態に係る検出方法は、本発明者らの研究により新たに見出された検出方法であり、前述した特許文献4や特許文献5に記載されているように、装置内に電流検出手段を設けて電流検出手段からの出力値に基づいて放射線の照射開始等を検出する手法は採用されていない。本発明者らの研究により新たに見出された検出方法としては、例えば、下記の2つの検出方法のいずれかを採用することが可能である。
Note that the detection method according to the present embodiment is a detection method newly found by the inventors' research, and as described in
[検出方法1]
例えば、放射線画像撮影において放射線画像撮影装置1に放射線が照射される前に、リークデータdleakの読み出し処理を繰り返し行うように構成することも可能である。ここで、リークデータdleakとは、図10に示すように、各走査線5にオフ電圧を印加した状態で、オフ状態になっている各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷qの信号線6ごとの合計値に相当するデータである。
[Detection method 1]
For example, before the radiation
そして、リークデータdleakの読み出し処理では、図9に示した画像データDの読み出し処理の場合と異なり、図11に示すように、走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して各TFT8をオフ状態とした状態で、制御手段22から各読み出し回路17の相関二重サンプリング回路19(図6や図7のCDS参照)にパルス信号Sp1、Sp2を送信するようになっている。
In the reading process of the leak data dleak, unlike the reading process of the image data D shown in FIG. 9, as shown in FIG. 11, an off voltage is applied to each line L <b> 1 to Lx of the
相関二重サンプリング回路19は、制御手段22からパルス信号Sp1が送信されると、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vinを保持する。そして、増幅回路18のコンデンサー18bに各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷qが蓄積されて増幅回路18から出力される電圧値が上昇し、制御手段22からパルス信号Sp2が送信されると、相関二重サンプリング回路19は、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vfiを保持する。
When the pulse signal Sp <b> 1 is transmitted from the
そして、相関二重サンプリング回路19が電圧値の差分Vfi−Vinを算出して出力した値が、リークデータdleakとなる。リークデータdleakが、その後、A/D変換器20でデジタル値に変換されること等は、前述した画像データDの読み出し処理の場合と同様である。
And the value which the correlated
しかし、リークデータdleakの読み出し処理のみを繰り返し行うように構成すると、各TFT8がオフ状態のままとなり、各放射線検出素子7内で発生した暗電荷が各放射線検出素子7内に蓄積され続ける状態になる。
However, if only the reading process of the leak data dleak is repeatedly performed, each
そのため、この検出方法1では、図12に示すように、各走査線5にオフ電圧を印加した状態で行うリークデータdleakの読み出し処理と、走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して行う各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に行うように構成することが望ましい。なお、図12や後述する図13等のTやτについては後で説明する。
Therefore, in this
なお、以下では、このリークデータdleakの読み出し処理と交互に行われる各放射線検出素子7のリセット処理を「リークデータの読み出し処理dleakと交互に行う各放射線検出素子7のリセット処理」といい、それに対して、後述する図15に示すように、リークデータdleakの読み出し処理を伴わず走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して行われる通常の各放射線検出素子7のリセット処理を「通常の各放射線検出素子7のリセット処理」或いは「リークデータdleakの読み出し処理を伴わない各放射線検出素子7のリセット処理」という。本実施形態では、このように、各放射線検出素子7のリセット処理を区別して記載する。
Hereinafter, the reset process of each
上記のように放射線画像撮影前にリークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に行うように構成した場合、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されると、シンチレーター3(図2参照)で放射線から変換された電磁波が、各TFT8に照射される。そして、それにより、各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷q(図10参照)がそれぞれ増加することが本発明者らの研究で分かった。
As described above, when the readout process of the leak data dleak and the reset process of each
そして、例えば図13に示すように、放射線画像撮影前にリークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に行う場合、図14に示すように、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始された時点で読み出されたリークデータdleakが、それ以前に読み出されたリークデータdleakよりも格段に大きな値になる。
And, for example, as shown in FIG. 13, when the readout process of the leak data dleak and the reset process of each
なお、図13および図14では、図13で走査線5のラインL4にオン電圧が印加されてリセット処理が行われた後の4回目の読み出し処理で読み出されたリークデータdleakが、図14の時刻t1におけるリークデータdleakに対応する。また、図13において「R」は各放射線検出素子7のリセット処理を表し、「L」はリークデータdleakの読み出し処理を表す。なお、図13中のTacについては後で説明する。
13 and 14, the leak data dleak read in the fourth read process after the on-voltage is applied to the line L4 of the
そこで、放射線画像撮影装置1の制御手段22で、放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理で読み出されたリークデータdleakを監視するように構成し、読み出されたリークデータdleakが、例えば予め設定された所定の閾値dleak_th(図14参照)を越えた時点で、放射線の照射が開始されたことを検出するように構成することが可能である。
Therefore, the control means 22 of the radiographic
なお、通常の各放射線検出素子7のリセット処理は、図15に示すように、走査駆動手段15から走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧が順次印加されて行われる。
In addition, the normal reset process of each
これと図12とを比べて分かるように、この検出方法1で、リークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に行うように構成した場合(図12参照)、通常の各放射線検出素子7のリセット処理の場合(図15参照)よりも、リークデータdleakの読み出し処理を行う分だけ、ある走査線5にオン電圧を印加してから次の走査線5にオン電圧を印加するまでの周期τが長周期になるという特徴がある。
As can be seen by comparing this with FIG. 12, when the
また、読み出されるリークデータdleakの感度を向上させるために、上記の周期τや、パルス信号Sp1、Sp2の送信間隔T(図12参照)が長くなるように設定される場合がある。このような場合には、上記の周期τが、通常の各放射線検出素子7のリセット処理よりもさらに長周期になる。
Further, in order to improve the sensitivity of the read leak data dleak, the period τ and the transmission interval T (see FIG. 12) of the pulse signals Sp1 and Sp2 may be set to be long. In such a case, the period τ is longer than the normal reset process of each
一方、制御手段22は、上記のようにして、放射線の照射が開始されたことを検出すると、図13に示したように、その時点で各走査線5へのオン電圧の印加を停止して、ゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加させ、各TFT8をオフ状態にして、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷を各放射線検出素子7内に蓄積させる電荷蓄積状態に移行させる。
On the other hand, when the control means 22 detects the start of radiation irradiation as described above, it stops applying the on-voltage to each
そして、放射線の照射開始を検出してから所定時間が経過した後、制御手段22は、例えば、放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理で放射線の照射が開始されたことを検出した時点の直前のリセット処理でオン電圧が印加された走査線5(図13の場合は走査線5のラインL4)の次にオン電圧を印加すべき走査線5(図13の場合は走査線5のラインL5)からオン電圧の印加を開始し、各走査線5にオン電圧を順次印加させて、本画像としての画像データDの読み出し処理を行うように構成される。
Then, after a predetermined time has elapsed since the start of radiation irradiation was detected, the control means 22 detects, for example, the start of radiation irradiation in the readout process of the leak data dleak before radiographic image capturing. The
なお、以下、放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理で放射線の照射が開始されたことを検出した時点の直前のリセット処理でオン電圧が印加された走査線5(図13の場合は走査線5のラインL4)を、検出ラインといい、本画像としての画像データDの読み出し処理が開始される際にオン電圧が印加される走査線5(図13の場合は走査線5のラインL5)を読み出し開始ラインという。
Note that, hereinafter, the
また、読み出し開始ラインを、上記のように走査線5の検出ライン(図13の場合は走査線5のラインL4)の次のライン(図13の場合は走査線5のラインL5)とする代わりに、例えば走査線5の最初のラインL1等とするように構成することも可能である。
Also, instead of setting the readout start line as the line next to the detection line of the scanning line 5 (line L4 of the
[検出方法2]
また、上記の検出方法1のように、放射線画像撮影前にリークデータdleakの読み出し処理を行うように構成する代わりに、放射線画像撮影前に、図16に示すように、走査駆動手段15のゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7からの画像データdの読み出し処理を行うように構成することも可能である。
[Detection method 2]
Further, as shown in FIG. 16, instead of the configuration in which the leak data dleak is read before the radiographic image is captured as in the
なお、前述したように、撮影直後に行われる上記の本画像としての画像データDと区別して、以下、この放射線画像撮影前に放射線の照射開始の検出用に読み出される照射開始検出用の画像データを、画像データdという。また、以下では、本画像としての画像データDを、本画像データDという。 In addition, as described above, the image data D for irradiation start detection read out for detection of the start of radiation irradiation before the radiographic image capturing is distinguished below from the image data D as the main image performed immediately after the imaging. Is referred to as image data d. Hereinafter, the image data D as the main image is referred to as main image data D.
また、画像データdの読み出し処理における読み出し回路17の増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cのオン/オフや、相関二重サンプリング回路19へのパルス信号Sp1、Sp2の送信等は、図17に示すように、図9に示した画像データDの読み出し処理における処理と同様に行われる。なお、図17等におけるΔTについては後で説明する。
In addition, on / off of the charge reset
上記のように放射線画像撮影前に画像データdの読み出し処理を行うように構成した場合、図18に示すように、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されると、その時点で読み出された画像データd(図18では走査線5のラインLnにオン電圧が印加されて読み出された画像データd)が、前述した図14に示したリークデータdleakの場合と同様に、それ以前に読み出された画像データdよりも格段に大きな値になる。
When the image data d is read out before radiographic imaging as described above, as shown in FIG. 18, when radiation irradiation to the
そこで、放射線画像撮影装置1の制御手段22で、放射線画像撮影前の読み出し処理で読み出された画像データdを監視するように構成し、読み出された画像データdが予め設定された所定の閾値dthを越えた時点で、放射線の照射が開始されたことを検出するように構成することが可能である。
Therefore, the control means 22 of the radiographic
そして、この場合、制御手段22は、上記のようにして、放射線の照射が開始されたことを検出すると、図18に示すように、その時点で各走査線5へのオン電圧の印加を停止して、ゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加させ、各TFT8をオフ状態にして、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷を各放射線検出素子7内に蓄積させる電荷蓄積状態に移行させる。
In this case, when the
そして、例えば放射線の照射開始を検出してから所定時間が経過した後、制御手段22は、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理で放射線の照射が開始されたことを検出した時点にオン電圧が印加された走査線5(図18の場合は走査線5のラインLn。すなわち検出ラインLn)の次にオン電圧を印加すべき走査線5(図18の場合は走査線5のラインLn+1。すなわち読み出し開始ラインLn+1)からオン電圧の印加を開始し、各走査線5にオン電圧を順次印加させて、本画像データDの読み出し処理を行うように構成される。
For example, after a predetermined time has elapsed since the start of radiation irradiation was detected, the
なお、図18に示した場合においても、読み出し開始ラインを、上記のように走査線5の検出ライン(図18の場合は走査線5のラインLn)の次のライン(図18の場合は走査線5のラインLn+1)とする代わりに、例えば走査線5の最初のラインL1等とするように構成することも可能である。また、図18中のΔT等については以下で説明する。
In the case shown in FIG. 18 as well, the readout start line is the line following the detection line of scanning line 5 (line Ln of
この検出方法2の場合、照射開始検出用の画像データdの読み出し処理における電荷リセット用スイッチ18cのオン/オフ制御(図17参照)やパルス信号Sp1、Sp2の送信間隔、走査線5の各ラインL1〜Lxに対するオン電圧の印加時間(以下、オン時間という。)ΔTを、本画像データDの読み出し処理の場合と同じ条件で行うように構成することが可能である。
In the case of this
また、読み出される画像データdの感度を向上させるために、図18に示す上記のオン時間ΔTや、ある走査線5にオン電圧を印加してから次の走査線5にオン電圧を印加するまでの周期τが長くなるように設定される場合がある。このような場合には、上記のオン時間ΔTや周期τが、本画像データDの読み出し処理の場合よりも長周期になる。
Further, in order to improve the sensitivity of the read image data d, the above-described on-time ΔT shown in FIG. 18 and the period from when the on-voltage is applied to a
[オフセットデータの読み出し処理について]
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1において、本画像データDの読み出し処理の後に行われるオフセットデータOの読み出し処理について説明する。
[About offset data read processing]
Next, the offset data O reading process performed after the reading process of the main image data D in the radiographic
前述したように、制御手段22は、上記のようにして放射線の照射開始を検出すると(図13や図18等参照)、ゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加させて電荷蓄積状態に移行させる。そして、その後、各走査線5にオン電圧を順次印加させて、本画像データDの読み出し処理を行う。
As described above, when the
そして、制御手段22は、本画像データDの読み出し処理を行うと、引き続き、オフセットデータOの読み出し処理を行うようになっている。
When the
本実施形態では、オフセットデータOの読み出し処理は、放射線の照射開始検出前の処理シーケンス(図13や図18参照)と同じ処理シーケンスを繰り返して行われるようになっている。ただし、この場合、放射線画像撮影装置1には放射線は照射されない。
In the present embodiment, the offset data O reading process is performed by repeating the same processing sequence as the processing sequence before the start of radiation irradiation detection (see FIGS. 13 and 18). However, in this case, the radiation
すなわち、オフセットデータOの読み出し処理では、本画像データDの読み出し処理後に、例えば上記の検出方法1の場合について示す図19に示すように、放射線の照射開始検出前に行ったリークデータdleakの読み出し処理および各放射線検出素子7のリセット処理(図13参照)と同じ周期で、リークデータdleakの読み出し処理(図19中の「L」参照)と各放射線検出素子7のリセット処理(図19中の「R」参照)が交互に各走査線について少なくとも1回行われる。 That is, in the offset data O reading process, after the reading process of the main image data D, for example, as shown in FIG. In the same cycle as the process and the reset process of each radiation detection element 7 (see FIG. 13), the readout process of the leak data dleak (see “L” in FIG. 19) and the reset process of each radiation detection element 7 (in FIG. 19) Are alternately performed at least once for each scan line.
そして、放射線の照射開始検出前の電荷蓄積状態(図13参照)と同じ時間だけ走査駆動手段15から各走査線5にオフ電圧を印加(図19中の「電荷蓄積状態」参照)した後、本画像データDの読み出し処理(図13参照)と同じ周期で、各放射線検出素子7からのオフセットデータOの読み出し処理が行われるようになっている。
Then, after applying the off-voltage to each
検出方法2の場合も同様に、オフセットデータOの読み出し処理を、放射線の照射開始検出前の処理シーケンス(図18参照)と同じ処理シーケンスを繰り返して行うように構成される。
Similarly, in the case of the
[真の画像データD*に段差が生じないようにするための構成等について]
以下、図28に示したように、真の画像データD*に段差が生じる問題について、その原因について考察するとともに、真の画像データD*に段差が生じないようにするための構成等について説明する。また、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1の作用についてもあわせて説明する。
[Regarding a configuration for preventing a step in the true image data D * ]
Hereinafter, as shown in FIG. 28, the problem of a step in the true image data D *, as well as consider the cause, configuration and the like for preventing occur step in the true image data D * Description To do. The operation of the radiographic
なお、以下では、まず、放射線の照射開始の検出方法として上記の検出方法1を採用した場合を例に挙げて説明する。
In the following, first, a case where the
[構成1]
上記の本実施形態のように、オフセットデータOの読み出し処理(図19参照)を、放射線の照射開始検出前の処理シーケンス(図13参照)と同じ処理シーケンスを繰り返して行われるように構成する。
[Configuration 1]
As in the present embodiment described above, the offset data O reading process (see FIG. 19) is configured to be performed repeatedly by the same processing sequence as that before the radiation irradiation start detection (see FIG. 13).
すなわち、例えば図13に示したようにして本画像データDの読み出し処理を終了した後、放射線の照射開始検出前に行ったリークデータdleakの読み出し処理および各放射線検出素子7のリセット処理と同じ周期τでリークデータdleakの読み出し処理(図19の「L」参照)と各放射線検出素子7のリセット処理(図19の「R」参照)とを交互に行い、電荷蓄積状態(図13参照)と同じ時間だけ走査駆動手段15から各走査線5にオフ電圧を印加した後、本画像データDの読み出し処理と同じ周期で各走査線5にオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7からのオフセットデータOの読み出し処理を行うように構成する。
That is, for example, as shown in FIG. 13, after the completion of the reading process of the main image data D, the same period as the reading process of the leak data dleak and the reset process of each
[原因1−1]
各放射線検出素子7から読み出される暗電荷の量は、当該放射線検出素子7に接続されているTFT8がオフ状態とされていた時間、すなわち図13における時間Tac(以下、実効蓄積時間Tacという。)に応じて変化する。その際、本発明者らの研究によれば、各放射線検出素子7から読み出される暗電荷の量と実効蓄積時間Tacとの関係は必ずしも線形にならないことが分かっている。
[Cause 1-1]
The amount of dark charge read from each
すなわち、各放射線検出素子7から読み出される暗電荷の量は、少なくとも実効蓄積時間Tacが短い時間領域では実効蓄積時間Tacに必ずしも比例しない。しかし、実効蓄積時間Tacが同じ時間であれば、各放射線検出素子7から読み出される暗電荷の量は同じ量になる。
That is, the amount of dark charge read from each
そこで、上記のように、オフセットデータOの読み出し処理を、本画像データDの読み出し処理までの処理シーケンスと同じ処理シーケンスを繰り返して行うように構成することで、本画像データDの読み出し処理における実効蓄積時間Tac(図13参照)と、オフセットデータOの読み出し処理における実効蓄積時間Tac(図19参照)とが、少なくとも各走査線5ごとに同じ時間になる。
Therefore, as described above, the reading process of the offset data O is configured to repeatedly perform the same processing sequence as the processing sequence up to the reading process of the main image data D, so that the effective processing in the reading process of the main image data D is performed. The accumulation time Tac (see FIG. 13) and the effective accumulation time Tac (see FIG. 19) in the offset data O reading process are the same time at least for each
上記のように構成することで、各走査線5ごとに、各放射線検出素子7から読み出される暗電荷の量が、本画像データDの読み出し処理の場合とオフセットデータOの読み出し処理の場合とで同じ量になる。
With the configuration as described above, the amount of dark charge read from each
そのため、読み出された本画像データDに重畳されている暗電荷によるオフセット分と、読み出されたオフセットデータOとが、各放射線検出素子7ごとに同じ値になる。そのため、本画像データDからオフセットデータOを減算することで、両者に含まれる暗電荷によるオフセット分が相殺されるため、減算処理により算出される真の画像データD*が、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷のみに起因するデータになる。
Therefore, the offset due to the dark charge superimposed on the read main image data D and the read offset data O have the same value for each
そのため、真の画像データD*に段差が生じない状態とすることが可能となり、真の画像データD*に段差が生じることを的確に防止することが可能となる。 Therefore, it is possible to state that no level difference in the true image data D *, it is possible to prevent accurately the level difference occurs in the true image data D *.
[原因1−2]
また、上記の[構成1]で特徴的なもう1つの点は、本画像データDの読み出し処理後、オフセットデータOの読み出し処理前に、各放射線検出素子7のリセット処理と交互にリークデータdleakの読み出し処理を行う点にある。
[Cause 1-2]
Another feature of the above [Configuration 1] is that the leak data dleak alternately with the reset processing of each
前述したように、オフセットデータOの読み出し処理の際に放射線画像撮影装置1には放射線が照射されないため、オフセットデータOの読み出し処理では、放射線の照射開始を検出するためのリークデータdleakの読み出し処理を行う必要はない。
As described above, since the radiation
そのため、本画像データDの読み出し処理の後、オフセットデータOの読み出し処理の前には、リークデータdleakの読み出し処理を行わず、各放射線検出素子7のリセット処理のみを、放射線の照射開始検出前にリークデータdleakの読み出し処理と交互に行った各放射線検出素子7のリセット処理と同じ周期τで行うように構成しても、上記の[原因1−1]の場合と同様に、本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの読み出し処理とで実効蓄積時間Tacが各走査線5ごとに同じ時間になる。
Therefore, after the reading process of the main image data D and before the reading process of the offset data O, the reading process of the leak data dleak is not performed, and only the reset process of each
そのため、本画像データDの読み出し処理の後、オフセットデータOの読み出し処理の前に、リークデータdleakの読み出し処理を行わず、上記のように各放射線検出素子7のリセット処理のみを行うように構成してもよいように思われる。
Therefore, after the reading process of the main image data D and before the reading process of the offset data O, the reading process of the leak data dleak is not performed, and only the reset process of each
そこで、以下、上記の[構成1]のように、本画像データDの読み出し処理後、オフセットデータOの読み出し処理前に、各放射線検出素子7のリセット処理と交互に、読み出し回路17(図6や図7参照)を駆動させてリークデータdleakの読み出し処理を行うように構成する根拠となる現象や原因等について説明する。
Therefore, hereinafter, as in [Configuration 1], after the reading process of the main image data D and before the reading process of the offset data O, the reading circuit 17 (FIG. 6) alternately with the reset process of each
まず、前提となる現象について説明する。上記の構成の放射線画像撮影装置1では、各放射線検出素子7のリセット処理が行われる際の各信号線6の電位Vが、リークデータdleakの読み出し処理(画像データD、dの読み出し処理の場合も同様。)が行われる場合の各信号線6の電位V(すなわち前述した基準電位V0)よりも低くなることが分かっている。
First, the presupposed phenomenon will be described. In the
前述したように、読み出し処理が行われる際に各読み出し回路17の増幅回路18のオペアンプ18a(図7参照)を介して各信号線6に基準電位V0が印加されるが、この基準電位V0を種々変化させても、上記のように、各放射線検出素子7のリセット処理の際の各信号線6の電位Vが、リークデータdleak等の読み出し処理の際の各信号線6の電位Vよりも低くなる現象が生じる。しかし、このような現象が生じる原因は、現時点では判明していない。
As described above, when the read process is performed, the reference potential V 0 is applied to each
このような現象(前提となる現象)が生じると、上記のように、本画像データDの読み出し処理の後に、リークデータdleakの読み出し処理を行わずに各放射線検出素子7のリセット処理のみを行った場合には、図20(A)に示すように、各信号線6の電位Vは、リセット処理(図中の「R」参照)から電荷蓄積状態に移行した時点で、比較的低い電位から基準電位V0に上昇する状態になる。
When such a phenomenon (a prerequisite phenomenon) occurs, only the reset process of each
なお、図20(A)、(B)では、基準電位V0が[V]に設定されている場合が示されている。また、グラフ中の放射線検出素子7の第1電極7aの電位V7aについては後で説明する。
20A and 20B show the case where the reference potential V 0 is set to [V]. The potential V7a of the
一方、上記の[構成1]のように、本画像データDの読み出し処理の後に、リークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に行うように構成した場合、図20(B)に示すように、各信号線6の電位Vは、基準電位V0から各放射線検出素子7のリセット処理のみを行った場合(図20(A)参照)ほど大きくは下がらなくなる。
On the other hand, as in [Configuration 1], when the read processing of the leak data dleak and the reset processing of each
これは、リークデータdleakの読み出し処理(図中の「L」参照)と各放射線検出素子7のリセット処理(図中の「R」参照)が短時間で繰り返し行われるため、信号線6の電位Vの変動がいわば平坦化され、各放射線検出素子7のリセット処理のみを行った場合の信号線6の電位V(図20(A)のグラフの左側の低い電位)と、読み出し処理を行う場合や電荷蓄積状態における信号線6の電位V(すなわち基準電位V0)との中間の値になるためである。
This is because the leak data dleak read process (see “L” in the figure) and reset processing of each radiation detection element 7 (see “R” in the figure) are repeatedly performed in a short time, and therefore the potential of the
なお、図20(B)では、リークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理が短時間で繰り返し行われる期間の信号線6の電位Vが一定の電位になるように記載されているが、若干或いは比較的大きく上下動するようになる場合もある。
In FIG. 20B, it is described that the potential V of the
そして、図20(B)の場合、すなわち上記の[構成1]のように、本画像データDの読み出し処理の後に、リークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に行うように構成した場合も、電荷蓄積状態に移行すると、各信号線6の電位Vは基準電位V0に上昇する。
In the case of FIG. 20B, that is, as in [Configuration 1] above, after the reading process of the main image data D, the reading process of the leak data dleak and the reset process of each
信号線6の電位Vと、放射線検出素子7の第1電極7a(図6や図7参照)の電位V7aとの電位差が大きいほど、TFT8内に形成される電位勾配が急になり、TFT8を介して放射線検出素子7から信号線6にリークする電荷qの量が多くなる。そして、放射線検出素子7から信号線6にリークする電荷qが多くなると、放射線検出素子7内の電荷はその分だけ減少する。
As the potential difference between the potential V of the
図20(A)、(B)のいずれの場合も、電荷蓄積状態に移行して信号線6の電位Vが基準電位V0になった後は、信号線6の電位Vと放射線検出素子7の第1電極7aの電位V7aとの電位差が同じになるため、TFT8を介して放射線検出素子7から信号線6にリークする電荷qの量は同じになる。
20A and 20B, after the transition to the charge accumulation state and the potential V of the
しかし、電荷蓄積状態に移行する前の状態では、図20(A)に示した状態の方が、図20(B)に示した上記の[構成1]の状態よりも、信号線6の電位Vと放射線検出素子7の第1電極7aの電位V7aとの電位差が相対的に小さくなり、電荷qがリークしにくくなる。そのため、図20(A)に示した状態では、放射線検出素子7内に残存する暗電荷の量が多くなる。
However, in the state before the transition to the charge accumulation state, the potential of the
それに対し、図20(B)に示した状態では、信号線6の電位Vと放射線検出素子7の第1電極7aの電位V7aとの電位差が、図20(A)に示した状態よりも相対的に大きくなり、電荷qがリークし易くなる。そのため、放射線検出素子7内に残存する暗電荷の量が少なくなる。
On the other hand, in the state shown in FIG. 20B, the potential difference between the potential V of the
本画像データDの読み出し処理の後にリークデータdleakの読み出し処理を行わずに各放射線検出素子7のリセット処理のみを行う場合(図20(A)参照)と、上記の[構成1]のように本画像データDの読み出し処理の後にリークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に行う場合(図20(B)参照)とでは、生じる現象に、上記のような差異が生じる。
In the case where only the reset processing of each
次に、このような現象が生じると、図28に示したように真の画像データD*に段差が生じることについて説明する。 Next, a description will be given of the occurrence of a step in the true image data D * as shown in FIG. 28 when such a phenomenon occurs.
本実施形態では、図21(A)に示すように、本画像データDの読み出し処理前に、リークデータdleakの読み出し処理(L)と各放射線検出素子7のリセット処理(R)が交互に行われる。そして、上記のように、電荷蓄積状態に移行するまでの期間は、信号線6の電位Vが低く、電荷蓄積状態に移行すると、信号線6の電位Vが基準電位V0に上昇する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 21A, before the reading process of the main image data D, the reading process (L) of the leak data dleak and the resetting process (R) of each
そのため、信号線6の電位Vと放射線検出素子7の第1電極7aの電位V7aとの電位差が、電荷蓄積状態に移行するまでの期間ではある程度小さく、各放射線検出素子7から信号線6にリークする電荷qの量は少ないが、電荷蓄積状態に移行した後は、電位差が大きくなり、各放射線検出素子7から信号線6にリークする電荷qの量が多くなる。
Therefore, the potential difference between the potential V of the
そして、走査線5の各ラインL1〜Lxごとの実効蓄積時間Tacについて見た場合、電荷蓄積状態に移行するまでの期間が、走査線5の各ラインL1〜Lxごとに異なる。すなわち、電荷蓄積状態に移行するまでの期間は、走査線5の検出ラインL4で最も短く、走査線5のラインL3、L2、…の順で長くなっていき、走査線5の読み出し開始ラインL5で最も長くなる。
And when it sees about the effective accumulation time Tac for every line L1-Lx of the
そのため、例えば走査線5の検出ラインL4では、実効蓄積時間Tac内において電荷蓄積状態に移行するまでの期間が短く、電荷蓄積状態に移行した後の期間が長いため、検出ラインL4に接続されている各放射線検出素子7から信号線6にリークする電荷qの量が多くなる。そのため、検出ラインL4に接続されている各放射線検出素子7内に残存する暗電荷の量は少なくなる。
For this reason, for example, in the detection line L4 of the
また、例えば走査線5の読み出し開始ラインL5では、実効蓄積時間Tac内において電荷蓄積状態に移行するまでの期間が長く、電荷蓄積状態に移行した後の期間が短いため、読み出し開始ラインL5に接続されている各放射線検出素子7から信号線6にリークする電荷qの量は少なくなる。そのため、読み出し開始ラインL5に接続されている各放射線検出素子7内に残存する暗電荷の量は多くなる。
Further, for example, in the readout start line L5 of the
そのため、各放射線検出素子7内に残存する暗電荷の量、すなわち本画像データDの読み出し処理で読み出された本画像データDに重畳される暗電荷によるオフセット分Odは、図22(A)に示すように、走査線5の検出ラインLnで最も小さくなり、読み出し開始ラインLn+1で最も大きくなる。なお、図22(A)、(B)では、走査線5の検出ラインがLn、読み出し開始ラインがLn+1と一般化されて表されている。
Therefore, the amount of dark charge remaining in each
一方、上記のように、本画像データDの読み出し処理の後、リークデータdleakの読み出し処理を行わずに各放射線検出素子7のリセット処理のみを行って、オフセットデータOの読み出し処理を行うように構成する場合も、図21(B)に示すように、同じ状況が生じる。
On the other hand, as described above, after the reading process of the main image data D, only the reset process of each
すなわち、走査線5の検出ラインL4では、実効蓄積時間Tac内において電荷蓄積状態に移行するまでの期間が短いため、各放射線検出素子7内に残存する暗電荷の量は少なくなる。また、走査線5の読み出し開始ラインL5では、実効蓄積時間Tac内において電荷蓄積状態に移行するまでの期間が長いため、各放射線検出素子7内に残存する暗電荷の量が多くなる。
That is, in the detection line L4 of the
しかし、図21(B)の場合は、電荷蓄積状態に移行するまでの期間では、信号線6の電位Vと放射線検出素子7の第1電極7aの電位V7aとの電位差が、図21(A)の場合よりも相対的に小さい。そのため、各放射線検出素子7から信号線6にほとんど電荷qがリークしない状態になる。
However, in the case of FIG. 21 (B), the potential difference between the potential V of the
そのため、図22(B)に示すように、読み出されるオフセットデータOは、図22(A)のオフセット分Odの場合と同様に、走査線5の検出ラインLnで最も小さくなり、読み出し開始ラインLn+1で最も大きくなるが、オフセットデータOが変動する幅が、図22(A)のオフセット分Odの場合よりも大きくなる。
Therefore, as shown in FIG. 22B, the read offset data O is the smallest in the detection line Ln of the
すなわち、概略的に言えば、図21(A)の状態では、電荷蓄積状態に移行する前後で、信号線6の電位Vと放射線検出素子7の第1電極7aの電位V7aとの電位差はさほど変わらないため、図22(A)に示すように、本画像データDの読み出し処理で読み出された本画像データDに重畳される暗電荷によるオフセット分Odは、電荷蓄積状態に移行する前後でさほど変動しない。
That is, roughly speaking, in the state of FIG. 21A, the potential difference between the potential V of the
しかし、図21(B)の状態では、電荷蓄積状態に移行する前後で、信号線6の電位Vと放射線検出素子7の第1電極7aの電位V7aとの電位差が大きく変わり、各放射線検出素子7からリークする電荷qの量が大きく変わる。すなわち、各放射線検出素子7内に残存する暗電荷の量が大きく変動する。そのため、図22(B)に示すように、読み出されたオフセットデータOが、電荷蓄積状態に移行する前後で、すなわち検出ラインLnと読み出し開始ラインLn+1を境界として比較的大きく変動するようになる。
However, in the state of FIG. 21B, the potential difference between the potential V of the
このように、本画像データDの読み出し処理の後に、リークデータdleakの読み出し処理を行わずに各放射線検出素子7のリセット処理のみを行って、オフセットデータOの読み出し処理を行うように構成すると、図22(A)、(B)に示したように、本画像データDに重畳される暗電荷によるオフセット分Odの変動幅と、オフセットデータOの読み出し処理で読み出されるオフセットデータOの変動幅が異なる状態になる。
As described above, after the reading process of the main image data D, only the reset process of each
そのため、本画像データDからオフセットデータOを減算しても、図23に示すように、本画像データDに重畳される暗電荷によるオフセット分OdとオフセットデータOとが相殺されなくなり、真の画像データD*に段差が生じてしまうと考えられる。 Therefore, even if the offset data O is subtracted from the main image data D, as shown in FIG. 23, the offset amount Od due to the dark charge superimposed on the main image data D and the offset data O are not canceled, and the true image It is considered that a step is generated in the data D * .
それに対し、上記の[構成1]のように、本画像データDの読み出し処理後、オフセットデータOの読み出し処理前に、各放射線検出素子7のリセット処理と交互にリークデータdleakの読み出し処理を行うように構成すると、本画像データDの読み出し処理までの状況は、図21(A)や図22(A)に示した状況と同じ状況になる。
On the other hand, as in the above [Configuration 1], after the reading process of the main image data D and before the reading process of the offset data O, the reading process of the leak data dleak is performed alternately with the reset process of each
また、本画像データDの読み出し処理後も、各放射線検出素子7のリセット処理と交互にリークデータdleakの読み出し処理を行うため、信号線6の電位Vは、図21(B)ではなく図21(A)と同じ状況が繰り返される。そのため、読み出されるオフセットデータOは、図22(B)のグラフではなく、やはり図22(A)のグラフに示したように変動する。
Further, since the reading process of the leak data dleak is alternately performed after the reset process of each
すなわち、上記の[構成1]のように構成した場合、本画像データDに重畳されている暗電荷によるオフセット分Odも、その後に読み出されるオフセットデータOも、ともに図22(A)に示したように変動する。そのため、本画像データDからオフセットデータOを減算すると、本画像データDに重畳されている暗電荷によるオフセット分OdとオフセットデータOとが的確に相殺される。 That is, in the case of the configuration as described in [Configuration 1], both the offset Od due to the dark charge superimposed on the main image data D and the offset data O read out thereafter are shown in FIG. Fluctuate as follows. Therefore, when the offset data O is subtracted from the main image data D, the offset Od due to the dark charge superimposed on the main image data D and the offset data O are accurately offset.
そのため、オフセット分OdとオフセットデータOとの差分Od−Oが、走査線5の各ラインL1〜Lxに接続された各放射線検出素子7でほぼ0(或いはほぼ一定の所定値)になる。そのため、上記の[構成1]のように構成した場合には、真の画像データD*に段差が生じなくなる。
Therefore, the difference Od−O between the offset Od and the offset data O becomes substantially 0 (or a substantially constant predetermined value) in each
このように、上記の[構成1]のように構成すれば、真の画像データD*に段差が生じることを的確に防止することが可能となる。 As described above, when configured as described in [Configuration 1], it is possible to accurately prevent a step in the true image data D * .
[構成1における変形例]
なお、上記の[原因1−2]における前提となる現象、すなわち、放射線画像撮影装置1において、各放射線検出素子7のリセット処理が行われる際の各信号線6の電位Vが、リークデータdleakの読み出し処理等が行われる際の各信号線6の電位Vとは異なる電位になるといった現象が生じない場合には、図20(A)〜図22(B)に示したような現象は生じない。
[Modification in Configuration 1]
Note that the phenomenon that is the premise in [Cause 1-2] described above, that is, the potential V of each
そのため、上記の[構成1]の下で、本画像データDの読み出し処理後、オフセットデータOの読み出し処理前に行うリークデータdleakの読み出し処理および各放射線検出素子7のリセット処理を、上記のように各放射線検出素子7のリセット処理のみを行うように変えることも可能である。
Therefore, under the above [Configuration 1], the leakage data dleak readout processing and the reset processing of each
すなわち、本画像データDの読み出し処理後、放射線の照射開始検出前にリークデータdleakの読み出し処理と交互に行った各放射線検出素子7のリセット処理と同じ周期τで各放射線検出素子7のリセット処理を行う。そして、本画像データDの読み出し処理前の電荷蓄積状態と同じ時間だけ走査駆動手段15ら各走査線5にオフ電圧を印加した後、本画像データDの読み出し処理と同じ周期で各放射線検出素子15からのオフセットデータOの読み出し処理を行うように構成することが可能である。
That is, the reset process of each
このように構成すれば、上記の[構成1]において少なくとも[原因1−1]で考察した条件が満たされるため、真の画像データD*に段差が生じることを的確に防止することが可能となる。 With this configuration, since at least the conditions discussed in [Cause 1-1] in [Configuration 1] are satisfied, it is possible to accurately prevent a step in the true image data D *. Become.
[構成2]
次に、前述したように、通常の場合、本画像データDの読み出し処理(図13参照)の後、オフセットデータOの読み出し処理(図19参照)を行う前に、例えば本画像データDの読み残し分を除去するために、リークデータdleakの読み出し処理を伴わない通常の各放射線検出素子7のリセット処理(図15参照)を繰り返し行うことが考えられる。
[Configuration 2]
Next, as described above, in a normal case, after the reading process of the main image data D (see FIG. 13), before the reading process of the offset data O (see FIG. 19), for example, the reading of the main image data D is performed. In order to remove the remaining portion, it is conceivable to repeat the normal reset process (see FIG. 15) of each
しかし、このように構成すると、前述したように、本画像データDに重畳されている暗電荷によるオフセット分Odと、その後のオフセットデータOの読み出し処理で読み出されるオフセットデータOとが同じ値にならず、図28に示したように真の画像データD*に段差が発生するという問題が生じ得る。 However, with this configuration, as described above, the offset Od due to the dark charge superimposed on the main image data D and the offset data O read in the subsequent read processing of the offset data O have the same value. However, as shown in FIG. 28, there may be a problem that a step occurs in the true image data D * .
以下、このような現象が生じる原因について考察するとともに、真の画像データD*に段差(図28参照)が生じないようにするための構成等について説明する。 Hereinafter, the cause of such a phenomenon will be considered, and a configuration for preventing a step (see FIG. 28) from occurring in the true image data D * will be described.
なお、オフセットデータOの読み出し処理における電荷蓄積状態に移行する前のリークデータdleakの読み出し処理と交互に行う各放射線検出素子7のリセット処理において、図19に示したように、走査線5の各ラインL5〜Lx、L1〜L4にオン電圧を1回ずつ印加して行われる各放射線検出素子7のリセット処理を、検出部Pに設けられた1面分の各走査線5について1回ずつ行うという意味で、1フレーム分のリセット処理という。
In the reset process of each
すなわち、一般的に言えば、本画像データDの読み出し処理で読み出しを開始した走査線5のラインLn+1すなわち読み出し開始ラインLn+1から、その1本上側の走査線5のラインLnすなわち検出ラインLnまでの各走査線5にオン電圧を1回ずつ印加して行われる各放射線検出素子7のリセット処理を、1フレーム分のリセット処理という。
That is, generally speaking, the line Ln + 1 of the
そして、このリセット処理を、例えば各走査線5ごとに2回ずつオン電圧を印加して行う場合、すなわち、走査線5の読み出し開始ラインLn+1から検出ラインLnにオン電圧を順次印加した後、再度、走査線5の読み出し開始ラインLn+1から検出ラインLnにオン電圧を順次印加して各放射線検出素子7のリセット処理を行う場合、2フレーム分のリセット処理ということになる。
For example, when this reset process is performed by applying an on-voltage twice for each
[原因2]
本発明者らの研究によると、上記のような問題が生じる原因は、リークデータdleakの読み出し処理を伴わない通常の各放射線検出素子7のリセット処理(図15参照)を行うと、TFT8を介して各放射線検出素子7から信号線6にリークする電荷qの量が変わるためであると考えられている。以下、具体的に説明する。
[Cause 2]
According to the study by the present inventors, the cause of the above problem is that when the reset processing (see FIG. 15) of each
前述したように、オフ状態になっている各TFT8を介して各放射線検出素子7から電荷qがリークして信号線6に流れ込む(図10参照)。これは、リークデータdleakの読み出し処理の際だけでなく常時生じている現象であり、本画像データDの読み出し処理やオフセットデータOの読み出し処理の際にも生じている。
As described above, the charge q leaks from each
そのため、ある放射線検出素子7について読み出されるオフセットデータOには、当該放射線検出素子7内に蓄積された暗電荷によるオフセット分Od(上記の[構成1]参照)だけでなく、当該放射線検出素子7が接続されている信号線6に接続されている他の放射線検出素子7から各TFT8を介してリークした電荷qの合計値によるオフセット分も含まれている。
Therefore, the offset data O read for a certain
以下、他の放射線検出素子7から各TFT8を介してリークした電荷qの合計値、簡単にリーク合計値Qという。また、このリーク合計値Qによるオフセット分を、オフセット分Oqという。
Hereinafter, the total value of the charges q leaked from the other
また、当該放射線検出素子7について読み出される本画像データDにも、放射線の照射により当該放射線検出素子7内で発生した電荷に起因するデータ(すなわち真の画像データD*に相当するデータ)のほかに、オフセット分として、当該放射線検出素子7内に蓄積された暗電荷によるオフセット分やリーク合計値Qによるオフセット分Oqが含まれている。
In addition to the main image data D read out for the
そして、理想的には、本画像データDからオフセットデータOを減算すれば、両者に含まれる暗電荷によるオフセット分とリーク合計値Qによるオフセット分とがそれぞれ相殺されて、放射線の照射により当該放射線検出素子7内で発生した電荷に起因する真の画像データD*のみが残るはずである。
Ideally, if the offset data O is subtracted from the main image data D, the offset due to the dark charge and the offset due to the leak total value Q included in both are offset, and the radiation is irradiated with the radiation. Only the true image data D * resulting from the charge generated in the
しかし、本発明者らの研究では、上記のように、本画像データDの読み出し処理後に通常の各放射線検出素子7のリセット処理(図15参照)を繰り返し行うと、オフセットデータO中に含まれるリーク合計値Qによるオフセット分Oqが、本画像データD中に含まれるリーク合計値Qによるオフセット分Oqよりも大きくなる場合があることが分かった。
However, in the studies by the present inventors, if the normal reset process (see FIG. 15) of each
具体的に言うと、例えば、図13に示したように、リークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理を交互に繰り返し行い、電荷蓄積状態に移行した後で本画像データDの読み出し処理を行う場合に、仮に、本画像データDの読み出し処理時にリーク合計値Qを読み出す。
More specifically, for example, as shown in FIG. 13, the readout process of the leak data dleak and the reset process of each
すなわち、例えば、本画像データDの各読み出し動作の間にリークデータdleakの読み出し処理を行って、リーク合計値Qを読み出す。すると、図24に示すように、検出ラインLnや読み出し開始ラインLn+1を含む各走査線5ごとに各リーク合計値Qが得られる。
That is, for example, the leak data dleak is read during each read operation of the main image data D, and the leak total value Q is read. Then, as shown in FIG. 24, each leak total value Q is obtained for each
なお、図24や後述する図25等のグラフでは、横軸は時間tであり、本画像データDの読み出し処理時に走査線5の各ラインL1、Ln、Ln+1、Lx等にオン電圧が印加される時刻が「L1」、「Ln」、「Ln+1」、「Lx」等として示されている。また、図24では、リーク合計値Qが各走査線5でほぼ同じ値になる場合が示されているが、放射線画像撮影装置1によっては各走査線5ごとに異なる値になる場合もある。
In the graphs of FIG. 24 and FIG. 25, which will be described later, the horizontal axis is time t, and the ON voltage is applied to each line L1, Ln, Ln + 1, Lx, etc. The applied time is indicated as “L1”, “Ln”, “Ln + 1”, “Lx”, and the like. FIG. 24 shows a case where the total leak value Q is almost the same value for each
それに対し、本画像データDの読み出し処理後に、通常の各放射線検出素子7のリセット処理(図15参照)を繰り返し行った場合、図25に示すように、その直後に各放射線検出素子7のリセット処理と交互に行われるリークデータdleakの読み出し処理で読み出されるリーク合計値Q(すなわちリークデータdleak)が、非常に大きな値になる。
On the other hand, when the normal reset process (see FIG. 15) of each
そして、リーク合計値Qは、リークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理を交互に繰り返すうちに、次第に減衰していくように推移することが分かった。
Then, it was found that the leak total value Q gradually decreases as the leak data dleak read process and the reset process of each
そして、通常の各放射線検出素子7のリセット処理直後にリーク合計値Qが非常に大きな値になることの影響は、電荷蓄積状態を経た後のオフセットデータOの読み出し処理まで残る場合がある。そして、図25に示すように、走査線5の読み出し開始ラインLn+1やそれ以降の各走査線5では、オフセットデータO中に含まれるリーク合計値Qが、本画像データD中に含まれるリーク合計値Q(図中の破線参照。図24参照)より大きくなる場合がある。
The influence of the leak total value Q becoming a very large value immediately after the normal reset processing of each
そのため、本画像データD中に含まれるリーク合計値QからオフセットデータO中に含まれるリーク合計値Q(以下、後者をリーク合計値Qdという。)を減算した差分値Q−Qdを各走査線5ごとにプロットすると、図26に示すように、走査線5の検出ラインLnと読み出し開始ラインLn+1との間で、差分値Q−Qdに段差が現れる場合があることが分かった。
Therefore, the difference value Q-Qd obtained by subtracting the leak total value Q included in the offset data O from the leak total value Q included in the main image data D (hereinafter, the latter is referred to as the leak total value Qd) is used as each scanning line. When plotting every five, as shown in FIG. 26, it was found that a step may appear in the difference value Q−Qd between the detection line Ln of the
上記の[構成1]で説明したように、本画像データDに重畳されている暗電荷によるオフセット分OdとオフセットデータOは、本画像データDの読み出し処理までの処理シーケンスとオフセットデータOの読み出し処理までの処理シーケンスとを同じ処理シーケンスとし、各走査線5ごとの実効蓄積時間Tacを本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの読み出し処理とで同じ時間とすることで、同じ値とすることができる。そのため、本画像データDからオフセットデータOを減算すれば相殺される。
As described in [Configuration 1] above, the offset Od and the offset data O due to dark charges superimposed on the main image data D are the processing sequence up to the main image data D reading process and the reading of the offset data O. The processing sequence up to the processing is the same processing sequence, and the effective accumulation time Tac for each
しかし、上記のように、本画像データDの読み出し処理の後、オフセットデータOの読み出し処理(図19参照)を行う前に、リークデータdleakの読み出し処理を伴わない通常の各放射線検出素子7のリセット処理(図15参照)を行うと、本画像データDに含まれるリーク合計値Qによるオフセット分Oqと、オフセットデータOに含まれるリーク合計値Qdによるオフセット分Oqが、上記のように異なる値になるため(図25参照)、それらを減算しても相殺されず、段差が生じる状態になる(図26参照)。
However, as described above, after the reading process of the main image data D and before the reading process of the offset data O (see FIG. 19), the normal
これが、オフセットデータOの読み出し処理で読み出されるオフセットデータOが、本画像データDに重畳されているオフセット分と同じ値にならない1つの原因であり、真の画像データD*中に段差(図28参照)が現れる原因の1つと考えられている。 This is one reason why the offset data O read in the offset data O reading process does not have the same value as the offset superimposed on the main image data D, and there is a step (see FIG. 28) in the true image data D * . This is considered to be one of the causes of the
このような現象が生じることを回避するためには、オフセットデータOの読み出し処理を行う際のリーク合計値Qd(図25参照)によるオフセット分Oqが、本画像データDの読み出し処理を行う際のリーク合計値Q(図24参照)によるオフセット分Oqと、各走査線5ごとに同じ値になるように構成すればよい。
In order to avoid the occurrence of such a phenomenon, the offset amount Oq based on the leak total value Qd (see FIG. 25) when the offset data O is read out is used when the main image data D is read out. What is necessary is just to comprise so that the offset Oq by the leak total value Q (refer FIG. 24) may become the same value for every
以下、上記の目的を達成するための構成の例について説明する。 Hereinafter, an example of a configuration for achieving the above object will be described.
[構成2−1]
上記の目的を達成するための1つの構成としては、例えば、本画像データDの読み出し処理の後、オフセットデータOの読み出し処理(図19参照)を行う前に、リークデータdleakの読み出し処理を伴わない通常の各放射線検出素子7のリセット処理(図15参照)を行わないように構成することが可能である。
[Configuration 2-1]
As one configuration for achieving the above object, for example, after the reading process of the main image data D, the reading process of the leak data dleak is performed before the reading process of the offset data O (see FIG. 19). It is possible to configure not to perform normal reset processing (see FIG. 15) of each
このように構成すれば、図25に示したように、通常の各放射線検出素子7のリセット処理の後でリーク合計値Qが非常に大きな値になることがなくなり、オフセットデータOの読み出し処理の際のリーク合計値Qdが、図24に示した本画像データDの読み出し処理の際のリーク合計値Qと同じように推移する状態になる。
With this configuration, as shown in FIG. 25, the leak total value Q does not become a very large value after the normal reset process of each
そのため、各放射線検出素子7ごと(或いは各走査線5ごと)に、オフセットデータOの読み出し処理を行う際のリーク合計値Qdによるオフセット分Oqが、本画像データDの読み出し処理を行う際のリーク合計値Qによるオフセット分Oqとほとんど同じ値になる。 Therefore, for each radiation detection element 7 (or each scanning line 5), the offset Oq based on the leak total value Qd when the offset data O is read is leaked when the main image data D is read. It becomes almost the same value as the offset Oq by the total value Q.
そのため、本画像データDからオフセットデータOを減算することで、本画像データDに含まれるリーク合計値Qによるオフセット分Oqと、オフセットデータOに含まれるリーク合計値Qdによるオフセット分Oqが相殺され、真の画像データD*に段差が生じない状態とすることが可能となる。 Therefore, by subtracting the offset data O from the main image data D, the offset amount Oq based on the leak total value Q included in the main image data D and the offset amount Oq based on the total leak value Qd included in the offset data O are canceled out. Thus, it is possible to make the true image data D * in a state where no step is generated.
なお、前述したように、上記の検出方法1では、リークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に行うように構成した場合(図12参照)、リークデータdleakの読み出し処理を行う分だけ、通常の各放射線検出素子7のリセット処理の場合(図15参照)よりも、ある走査線5にオン電圧を印加してから次の走査線5にオン電圧を印加するまでの周期τが長周期になる。
As described above, in the
このように構成した場合に、いま仮に、例えば、本画像データDの読み出し処理後に、上記のように通常の各放射線検出素子7のリセット処理(図15参照)を行わないように構成するだけでなく、さらに図19に示したようなリークデータdleakの読み出し処理および各放射線検出素子7のリセット処理をも行わないように構成し、本画像データDの読み出し処理後にただちに電荷蓄積状態に移行するように構成する場合を考える。
In the case of such a configuration, it is assumed that, for example, after the read processing of the main image data D, the normal reset processing (see FIG. 15) of each
この場合、本画像データDの読み出し処理の際には、上記のように長周期のリセット処理を行った後、電荷蓄積状態を経て本画像データDの読み出し処理が行われる。一方、オフセットデータOの読み出し処理では、上記の長周期のリセット処理に比べて短周期で行われる本画像データDを行った後、電荷蓄積状態を経てオフセットデータOの読み出し処理が行われるようになる。そのため、各走査線5ごとに、前述した実効蓄積時間Tacが、本画像データDの読み出し時とオフセットデータOの読み出し時で異なる時間になる。
In this case, in the reading process of the main image data D, the long-cycle reset process is performed as described above, and then the reading process of the main image data D is performed through the charge accumulation state. On the other hand, in the offset data O reading process, after the main image data D, which is performed in a shorter period than the above-described long period reset process, is performed, the offset data O is read out through the charge accumulation state. Become. Therefore, the effective accumulation time Tac described above is different for each
すると、上記の[原因1−1]で説明したように、本画像データDに重畳される暗電荷によるオフセット分Odと、オフセットデータO中に含まれる暗電荷によるオフセット分とが異なる値になってしまい、本画像データDからオフセットデータOを減算しても、それらのオフセット分が相殺されなくなる。 Then, as described in [Cause 1-1] above, the offset Od due to the dark charge superimposed on the main image data D and the offset due to the dark charge included in the offset data O have different values. Therefore, even if the offset data O is subtracted from the main image data D, the offset is not canceled out.
そのため、上記の[構成2−1]のように構成する場合も、本画像データDの読み出し処理の後、オフセットデータOの読み出し処理を行う前に、図19に示したように、リークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理を交互に少なくとも1フレーム分(すなわち各走査線5について少なくとも1回)行うように構成される。
Therefore, in the case of the configuration as described in [Configuration 2-1], as shown in FIG. 19, the leak data dleak is performed after the main image data D read processing and before the offset data O read processing. Read processing and reset processing of each
このように構成すれば、本画像データDの読み出し処理においても、オフセットデータOの読み出し処理においても、いずれも、電荷蓄積状態の前に、リークデータdleakの読み出し処理とともに長周期の各放射線検出素子7のリセット処理が行われる状態になり、各走査線5ごとに、前述した実効蓄積時間Tacを、本画像データDの読み出し時とオフセットデータOの読み出し時とで同じ時間にすることが可能となる。
With this configuration, in both the reading process of the main image data D and the reading process of the offset data O, each radiation detection element having a long period is combined with the reading process of the leak data dleak before the charge accumulation state. 7 is performed, and the effective accumulation time Tac described above can be set to the same time for reading the main image data D and for reading the offset data O for each
[構成2−1における変形例]
なお、上記の[原因1−2]における前提となる現象、すなわち、放射線画像撮影装置1において、各放射線検出素子7のリセット処理が行われる際の各信号線6の電位Vが、リークデータdleakの読み出し処理等が行われる際の各信号線6の電位Vとは異なる電位になるといった現象が生じない場合には、上記の[構成1における変形例]の場合と同じ理由で、[構成1における変形例]の場合と同じように構成を変形することが可能である。
[Modification of Configuration 2-1]
Note that the phenomenon that is the premise in [Cause 1-2] described above, that is, the potential V of each
すなわち、上記の[構成2−1]の下で、本画像データDの読み出し処理後にリークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理を交互に行う代わりに、それと同じ周期τで各放射線検出素子7のリセット処理のみを行うように構成することが可能である。
That is, under the above [Configuration 2-1], instead of alternately performing the reading process of the leak data dleak and the resetting process of the
また、本画像データDの読み出し処理では、上記のように、各放射線検出素子7内に読み残し分が残存するが、上記の[構成2−1]ではリークデータdleakの読み出し処理と交互に行われる各放射線検出素子7のリセット処理で、また、上記の[変形例]では各放射線検出素子7のリセット処理で、それぞれ各放射線検出素子7内から読み残し分がほとんど除去される。
Further, in the reading process of the main image data D, the unread portion remains in each
そのため、上記のように、リークデータdleakの読み出し処理を伴わない通常の各放射線検出素子7のリセット処理(図15参照)を行わないように構成しても、本画像データDの読み残し分による悪影響は発生しないことが分かっている。
Therefore, as described above, even if it is configured not to perform the normal reset process (see FIG. 15) of each
[構成2−2]
一方、前述した目的を達成するためのもう1つの構成としては、例えば、本画像データDの読み出し処理の後、オフセットデータOの読み出し処理(図19参照)を行う前に、リークデータdleakの読み出し処理を伴わない通常の各放射線検出素子7のリセット処理(図15参照)を行った後、リークデータdleakの読み出し処理および各放射線検出素子7のリセット処理を複数フレーム分(すなわち各走査線5について複数回)行うように構成することが可能である。
[Configuration 2-2]
On the other hand, as another configuration for achieving the above-described object, for example, after the reading process of the main image data D, the reading of the leak data dleak is performed before the reading process of the offset data O (see FIG. 19). After performing the normal reset process (see FIG. 15) of each
図25に示したように、本画像データDの読み出し処理後に、通常の各放射線検出素子7のリセット処理(図15参照)を行うと、リーク合計値Qが非常に大きな値になり、その後、リークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理を交互に繰り返すうちに、次第に減衰していくように推移する。
As shown in FIG. 25, when the normal reset processing (see FIG. 15) of each
そのため、本画像データDの読み出し処理の後に通常の各放射線検出素子7のリセット処理(図15参照)を行ってリーク合計値Qが大きな値になっても、リークデータdleakの読み出し処理および各放射線検出素子7のリセット処理を複数フレーム分行えば、リーク合計値Qdは、図24に示した本画像データDの読み出し処理の際のリーク合計値Qと同じように推移する状態に戻る。
Therefore, even if the normal reset process (see FIG. 15) of each
そのため、上記の[構成2−2]のように構成すれば、各放射線検出素子7ごと(或いは各走査線5ごと)に、オフセットデータOの読み出し処理を行う際のリーク合計値Qdによるオフセット分Oqが、本画像データDの読み出し処理を行う際のリーク合計値Qによるオフセット分Oqとほとんど同じ値になる。 Therefore, when configured as in [Configuration 2-2] above, the offset amount based on the leak total value Qd when the offset data O is read out for each radiation detection element 7 (or each scanning line 5). Oq becomes almost the same value as the offset amount Oq by the leak total value Q when the reading process of the main image data D is performed.
そのため、本画像データDからオフセットデータOを減算することで、本画像データDに含まれるリーク合計値Qによるオフセット分Oqと、オフセットデータOに含まれるリーク合計値Qdによるオフセット分Oqが相殺され、真の画像データD*に段差が生じない状態とすることが可能となる。 Therefore, by subtracting the offset data O from the main image data D, the offset amount Oq based on the leak total value Q included in the main image data D and the offset amount Oq based on the total leak value Qd included in the offset data O are canceled out. Thus, it is possible to make the true image data D * in a state where no step is generated.
[構成2−2における変形例]
なお、この[構成2−2]においても、上記の[原因1−2]における前提となる現象が生じない場合には、上記の[構成1における変形例]や[構成2−1における変形例]の場合と同じ理由で、[構成1における変形例]等の場合と同じように構成を変形することが可能である。
[Modification of Configuration 2-2]
In addition, in this [Configuration 2-2], when the phenomenon that is the premise in the above [Cause 1-2] does not occur, the above [Modification in Configuration 1] or [Modification in Configuration 2-1] ] For the same reason as in the case of [], it is possible to modify the configuration in the same manner as in [Modification of Configuration 1].
すなわち、上記の[構成2−2]の下で、本画像データDの読み出し処理後にリークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理を交互に行う代わりに、それと同じ周期τで各放射線検出素子7のリセット処理のみを行うように構成することが可能である。
That is, under the above [Configuration 2-2], instead of alternately performing the readout process of the leak data dleak and the reset process of each
[検出方法2を採用した場合について]
ここまでは、放射線の照射開始の検出方法として上記の検出方法1を採用した場合について説明した。そして、放射線の照射開始の検出方法として、上記の検出方法2を採用した場合についても、上記の[構成1]や[構成2−1]、[構成2−2]、或いはそれらの変形例と全く同様に構成することが可能である。
[When
Up to this point, the case where the above-described
そして、図示を省略するが、オフセットデータOの読み出し処理においては、放射線の照射開始検出前の処理シーケンス(図18参照)と同じ処理シーケンスを繰り返して行われるように構成される。 And although illustration is abbreviate | omitted, in the read-out process of offset data O, it is comprised so that the same process sequence as the process sequence (refer FIG. 18) before the irradiation start detection may be performed repeatedly.
すなわち、例えば図18に示したようにして本画像データDの読み出し処理を終了した後、放射線の照射開始検出前に行わせた照射開始検出用の画像データdの読み出し処理と同じ周期τで画像データdの読み出し処理を行い、電荷蓄積状態(図18参照)と同じ時間だけ走査駆動手段15から各走査線5にオフ電圧を印加した後、本画像データDの読み出し処理と同じ周期で各放射線検出素子7からのオフセットデータOの読み出し処理を行うように構成される。
That is, for example, after the reading process of the main image data D is completed as shown in FIG. 18, the image is read at the same period τ as the reading process of the image data d for irradiation start detection performed before the detection of radiation irradiation start. Data d is read out, an off voltage is applied from the scanning drive means 15 to each
また、上記の[原因1−2]における前提となる現象、すなわち、放射線画像撮影装置1において、各放射線検出素子7のリセット処理が行われる際の各信号線6の電位Vが、画像データD、dの読み出し処理等が行われる際の各信号線6の電位Vとは異なる電位になるといった現象が生じない場合には、本画像データDの読み出し処理後に画像データdの読み出し処理を行う代わりに、同じ周期τで各放射線検出素子7のリセット処理を行うように構成することも可能である。
In addition, the phenomenon that is the premise of the above [Cause 1-2], that is, the potential V of each
以上のように構成すれば、放射線の照射開始の検出方法として上記の検出方法2を採用した場合でも、真の画像データD*に段差が生じることを的確に防止することが可能となる。
With the configuration described above, even when the above-described
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1によれば、上記の検出方法1や検出方法2を採用して、放射線画像撮影前に、リークデータdleakや照射開始検出用の画像データdを読み出し、それに基づいて放射線の照射が開始されたことを検出するため、放射線画像撮影装置1自体で放射線が照射されたことを的確に検出することが可能となる。
As described above, according to the radiographic
また、本画像データD中に含まれる暗電荷によるオフセット分Odやリーク合計値Qによるオフセット分Oqと、オフセットデータO中に含まれる暗電荷によるオフセット分Odやリーク合計値Qによるオフセット分Oqとを、各放射線検出素子7ごとに、それぞれ同じ値とすることが可能となる。
Further, the offset amount Od due to the dark charge contained in the main image data D and the offset amount Oq due to the leak total value Q, and the offset amount Od due to the dark charge contained in the offset data O and the offset amount Oq due to the leak total value Q Can be set to the same value for each
そのため、本画像データDからオフセットデータOを減算することにより、暗電荷によるオフセット分Od同士やリーク合計値Qによるオフセット分Oq同士がそれぞれ的確に相殺されるようになり、本画像データDに重畳されているオフセット分とオフセットデータOとが的確に相殺される。 Therefore, by subtracting the offset data O from the main image data D, the offset amount Od due to the dark charge and the offset amount Oq due to the leak total value Q can be accurately canceled and superimposed on the main image data D. The offset amount being offset and the offset data O are accurately offset.
そのため、本画像データDからオフセットデータOを減算することにより各放射線検出素子7ごとに算出される真の画像データD*に段差(図28参照)が生じることを的確に防止することが可能となる。そして、放射線画像撮影装置1で撮影した放射線画像を医療における診断用等に用いるような場合に、放射線画像中にスジが現れたり、スジと患者の病変部とが放射線画像上で重なって病変部を見落とす等の問題が生じることを的確に防止することが可能となる。
Therefore, by subtracting the offset data O from the main image data D, it is possible to accurately prevent a step (see FIG. 28) from occurring in the true image data D * calculated for each
なお、本発明が上記の実施形態に限定されず、適宜変更可能であることは言うまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate.
1 放射線画像撮影装置
5 走査線
6 信号線
7 放射線検出素子
8 TFT(スイッチ手段)
15 走査駆動手段
17 読み出し回路
22 制御手段
D 本画像としての画像データ
d 照射開始検出用の画像データ
dleak リークデータ
dleak_th 閾値
dth 閾値
O オフセットデータ
P 検出部
q 電荷
r 小領域
τ 周期
DESCRIPTION OF
15 Scanning drive means 17
Claims (10)
前記各走査線にオン電圧またはオフ電圧を印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加して前記各スイッチ手段をオフ状態とした状態で前記各スイッチ手段を介して前記各放射線検出素子からリークした前記電荷をリークデータに変換するリークデータの読み出し処理と、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して行う前記各放射線検出素子のリセット処理とを交互に行わせ、
読み出した前記リークデータが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出すると、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加して放射線の照射により発生した電荷を前記各放射線検出素子内に蓄積させる電荷蓄積状態に移行した後、前記各放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせるとともに、
前記画像データの読み出し処理後、放射線の照射開始検出前に行わせた前記リークデータの読み出し処理および前記各放射線検出素子のリセット処理と同じ周期で前記リークデータの読み出し処理と前記各放射線検出素子のリセット処理とを交互に行わせ、前記電荷蓄積状態と同じ時間だけ前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加した後、前記画像データの読み出し処理と同じ周期で前記各放射線検出素子からのオフセットデータの読み出し処理を行わせることを特徴とする放射線画像撮影装置。 A plurality of scanning lines and a plurality of signal lines arranged so as to intersect with each other, and a plurality of radiation detection elements arranged in a two-dimensional manner in each small region partitioned by the plurality of scanning lines and the plurality of signal lines A detection unit comprising:
Scan driving means for applying an on voltage or an off voltage to each of the scanning lines;
Switch means connected to each of the scanning lines and causing the signal lines to discharge charges accumulated in the radiation detection element when an on-voltage is applied;
A readout circuit that converts the electric charge emitted from the radiation detection element into image data and reads the image data;
Control means for controlling at least the scanning drive means and the readout circuit to perform readout processing of the image data from the radiation detection element;
With
The control means includes
The charge leaked from each radiation detection element via each switch means in a state where an off voltage is applied to each scan line from the scan driving means to turn off each switch means before radiographic image capturing. Alternately performing leak data read processing for converting the data into leak data and reset processing of the radiation detection elements performed by sequentially applying an ON voltage to the scan lines from the scan driving unit,
When it is detected that radiation irradiation has started when the read leak data exceeds a threshold value, an off voltage is applied to each scanning line from the scanning drive means to generate charges generated by radiation irradiation. After shifting to a charge accumulation state to be accumulated in the radiation detection element, the image data is read from each radiation detection element, and
After the image data read processing, the leak data read processing and the radiation detection element of each of the radiation detection elements are performed in the same cycle as the leak data read processing and the reset processing of each radiation detection element performed before the start of radiation irradiation detection. The reset process is alternately performed, and after applying an off voltage to the scan lines from the scan driving unit for the same time as the charge accumulation state, the radiation detection elements are applied at the same cycle as the image data read process. A radiographic imaging apparatus characterized by causing the offset data to be read out.
放射線の照射開始検出前に行わせた前記リークデータの読み出し処理および前記各放射線検出素子のリセット処理と同じ周期で前記リークデータの読み出し処理と前記各放射線検出素子のリセット処理とを交互に行わせる代わりに、
前記リークデータの読み出し処理を伴わない前記各放射線検出素子のリセット処理を行わずに、放射線の照射開始検出前に前記リークデータの読み出し処理と交互に行った前記各放射線検出素子のリセット処理と同じ周期で前記各放射線検出素子のリセット処理のみを前記各走査線について少なくとも1回行わせることを特徴とする請求項1に記載の放射線画像撮影装置。 The control means, after the read processing of the image data,
The leak data read process and the reset process of each radiation detection element are alternately performed at the same cycle as the leak data read process and the reset process of each radiation detection element performed before the start of radiation irradiation detection. instead of,
Same as the reset process of each radiation detection element performed alternately with the readout process of the leak data before detecting the start of radiation irradiation without performing the reset process of each radiation detection element without the readout process of the leak data. The radiographic image capturing apparatus according to claim 1, wherein only the reset process of each radiation detection element is performed at least once for each scanning line in a cycle.
放射線の照射開始検出前に行わせた前記リークデータの読み出し処理および前記各放射線検出素子のリセット処理と同じ周期で前記リークデータの読み出し処理と前記各放射線検出素子のリセット処理とを交互に行わせる代わりに、
前記リークデータの読み出し処理を伴わない前記各放射線検出素子のリセット処理を行った後、放射線の照射開始検出前に前記リークデータの読み出し処理と交互に行った前記各放射線検出素子のリセット処理と同じ周期で前記各放射線検出素子のリセット処理のみを前記各走査線について複数回行わせることを特徴とする請求項1に記載の放射線画像撮影装置。 The control means, after the read processing of the image data,
The leak data read process and the reset process of each radiation detection element are alternately performed at the same cycle as the leak data read process and the reset process of each radiation detection element performed before the start of radiation irradiation detection. instead of,
Same as the reset processing of each radiation detection element that is performed alternately with the readout processing of the leak data after performing the reset processing of each radiation detection element without the readout processing of the leak data and before detecting the start of radiation irradiation The radiographic image capturing apparatus according to claim 1, wherein only the reset process of each radiation detection element is performed a plurality of times for each scanning line in a cycle.
前記各走査線にオン電圧またはオフ電圧を印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して照射開始検出用の前記画像データの読み出し処理を行わせ、
読み出した前記画像データが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出すると、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加して放射線の照射により発生した電荷を前記各放射線検出素子内に蓄積させる電荷蓄積状態に移行した後、前記各放射線検出素子からの本画像としての前記画像データの読み出し処理を行わせるとともに、
前記本画像としての画像データの読み出し処理後、放射線の照射開始検出前に行わせた前記照射開始検出用の画像データの読み出し処理と同じ周期で前記照射開始検出用の画像データの読み出し処理を行わせ、前記電荷蓄積状態と同じ時間だけ前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加した後、前記本画像としての画像データの読み出し処理と同じ周期で前記各放射線検出素子からのオフセットデータの読み出し処理を行わせることを特徴とする放射線画像撮影装置。 A plurality of scanning lines and a plurality of signal lines arranged so as to intersect with each other, and a plurality of radiation detection elements arranged in a two-dimensional manner in each small region partitioned by the plurality of scanning lines and the plurality of signal lines A detection unit comprising:
Scan driving means for applying an on voltage or an off voltage to each of the scanning lines;
Switch means connected to each of the scanning lines and causing the signal lines to discharge charges accumulated in the radiation detection element when an on-voltage is applied;
A readout circuit that converts the electric charge emitted from the radiation detection element into image data and reads the image data;
Control means for controlling at least the scanning drive means and the readout circuit to perform readout processing of the image data from the radiation detection element;
With
The control means includes
Prior to radiographic image capturing, an on voltage is sequentially applied to each scanning line from the scanning driving means to perform a reading process of the image data for detection of irradiation start,
When it is detected that radiation irradiation has started when the read image data exceeds a threshold value, an off voltage is applied to each scanning line from the scanning drive means to generate charges generated by radiation irradiation. After shifting to a charge accumulation state to be accumulated in the radiation detection element, the image data as a main image from each radiation detection element is read out, and
After the reading process of the image data as the main image, the reading process of the image data for detecting the start of irradiation is performed at the same cycle as the reading process of the image data for detecting the start of irradiation performed before detecting the start of irradiation of radiation. In addition, after applying an off voltage to the scanning lines from the scanning driving means for the same time as the charge accumulation state, the offset data from the radiation detection elements is in the same cycle as the read processing of the image data as the main image. The radiographic imaging device characterized by performing the read-out process.
放射線の照射開始検出前に行わせた前記照射開始検出用の画像データの読み出し処理と同じ周期で前記照射開始検出用の画像データの読み出し処理を行わせる代わりに、
放射線の照射開始検出前に行わせた前記照射開始検出用の画像データの読み出し処理と同じ周期で前記各放射線検出素子のリセット処理を前記各走査線について少なくとも1回行わせることを特徴とする請求項6に記載の放射線画像撮影装置。 The control means, after the read processing of the image data as the main image,
Instead of letting the image data for reading start detection be read out in the same cycle as the process for reading out image data for detecting the start of irradiation performed before detecting the start of irradiation of radiation,
The reset processing of each radiation detection element is performed at least once for each scanning line in the same cycle as the reading processing of the image data for detection of irradiation start performed before the start of radiation irradiation detection. Item 7. The radiographic image capturing device according to Item 6.
放射線の照射開始検出前に行わせた前記照射開始検出用の画像データの読み出し処理と同じ周期で前記照射開始検出用の画像データの読み出し処理を行わせる代わりに、
前記各放射線検出素子のリセット処理を行った後、さらに、放射線の照射開始検出前に行わせた前記照射開始検出用の画像データの読み出し処理と同じ周期で前記各放射線検出素子のリセット処理を前記各走査線について複数回行わせることを特徴とする請求項6に記載の放射線画像撮影装置。 The control means, after the read processing of the image data as the main image,
Instead of letting the image data for reading start detection be read out in the same cycle as the process for reading out image data for detecting the start of irradiation performed before detecting the start of irradiation of radiation,
After the reset process of each radiation detection element, the reset process of each radiation detection element is further performed in the same cycle as the reading process of the image data for detection of irradiation start performed before the start of radiation irradiation detection. The radiographic image capturing apparatus according to claim 6, wherein the scanning is performed a plurality of times for each scanning line.
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